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図面 (10)

課題

作業装置への作業資材補給を容易に行うことのできる作業車両を提供する。

解決手段

作業車両(10)は、複数の車輪(11a),(12a)を備え、圃場(100)を走行可能な走行車体(1)と、走行車体(1)に、水平方向へ回転自在に取付けられた資材貯留部(15)と、走行車体(1)の両端側に、昇降装置(19)を介して昇降自在に連結された一対の作業装置(2),(2)と、資材貯留部(15)の内部に設けられ、貯留した作業資材を作業装置(2)へ供給する資材供給装置(14)と、少なくとも作業装置(2),(2)および資材供給装置(14)の動作を制御する制御装置(3)とを備え、制御装置(3)は、一対の作業装置(2),(2)のうち、一方の作業装置(2)に圃場(100)に接地する作業姿勢をとらせつつ、他方の作業装置(2)を所定角度上昇させて資材補充姿勢をとらせる。

概要

背景

従来、作業車両として、例えば、走行車体の後部に植付部を連結し、圃場走行しながら苗の植付作業を行う苗移植機がある。かかる苗移植機の中でも、自車両の位置を示す位置情報と算出された目標走行経路とに基づいて自動操舵による自動走行を可能としたものがある(例えば、特許文献1を参照)。

概要

作業装置への作業資材補給を容易に行うことのできる作業車両を提供する。作業車両(10)は、複数の車輪(11a),(12a)を備え、圃場(100)を走行可能な走行車体(1)と、走行車体(1)に、水平方向へ回転自在に取付けられた資材貯留部(15)と、走行車体(1)の両端側に、昇降装置(19)を介して昇降自在に連結された一対の作業装置(2),(2)と、資材貯留部(15)の内部に設けられ、貯留した作業資材を作業装置(2)へ供給する資材供給装置(14)と、少なくとも作業装置(2),(2)および資材供給装置(14)の動作を制御する制御装置(3)とを備え、制御装置(3)は、一対の作業装置(2),(2)のうち、一方の作業装置(2)に圃場(100)に接地する作業姿勢をとらせつつ、他方の作業装置(2)を所定角度上昇させて資材補充姿勢をとらせる。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業装置への作業資材の補給を容易に行うことのできる作業車両を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

複数の車輪を備え、圃場走行可能な走行車体と、前記走行車体に、水平方向へ回転自在に取付けられた資材貯留部と、前記走行車体の両端側に、昇降装置を介して昇降自在に連結された一対の作業装置と、前記資材貯留部の内部に設けられ、貯留した作業資材を前記作業装置へ供給する資材供給装置と、少なくとも前記作業装置および前記資材供給装置の動作を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記一対の作業装置のうち、一方の作業装置に圃場に接地する作業姿勢をとらせつつ、他方の作業装置を所定角度上昇させて資材補充姿勢をとらせることを特徴とする作業車両

請求項2

前記一対の作業装置は、いずれも水平姿勢を維持可能であることを特徴とする請求項1に記載の作業車両。

請求項3

自車両の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得装置と、前記複数の車輪がそれぞれ取付けられる複数の転舵軸と、前記複数の車輪を駆動する駆動源と、を備え、前記制御装置は、前記位置情報取得装置が取得した位置情報と前記車輪の舵角とに基づいて前記転舵軸および前記駆動源を制御して前記走行車体を自動走行させることを特徴とする請求項1または2に記載の作業車両。

請求項4

前記車輪は、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置された4つの前記転舵軸周りにそれぞれ独立して90度以上の舵角で回動可能に取付けられるとともに、前記駆動源を介してそれぞれ独立して車軸周りに回動する複数の転舵駆動輪であることを特徴とする請求項3に記載の作業車両。

請求項5

各前記車輪は、前記転舵軸周りに180度回転可能であり、前記制御装置は、進行方向における前方に位置する左右一組車輪組あるいは後方に位置する左右一組の車輪組のうち、いずれかの組の各前記車輪をそれぞれ180度回転させることにより、トレッド寸法を変化させることを特徴とする請求項4に記載の作業車両。

請求項6

前記作業装置は、前記資材供給装置から送給された前記作業資材であるを前記圃場に移植する苗植付装置を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の作業車両。

技術分野

0001

本発明は、作業車両に関する。

背景技術

0002

従来、作業車両として、例えば、走行車体の後部に植付部を連結し、圃場走行しながら苗の植付作業を行う苗移植機がある。かかる苗移植機の中でも、自車両の位置を示す位置情報と算出された目標走行経路とに基づいて自動操舵による自動走行を可能としたものがある(例えば、特許文献1を参照)。

先行技術

0003

特開2016−24541号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、自動走行可能な上述の従来の苗移植機は、作業資材となる苗などを収納するスペースを確保することが難しい上に、苗移植作業中に苗植付部へ苗を円滑に苗補することが難しかった。

0005

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業装置への作業資材の補給を容易に行うことのできる作業車両を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の作業車両(10)は、複数の車輪(11a),(12a)を備え、圃場(100)を走行可能な走行車体(1)と、前記走行車体(1)に、水平方向へ回転自在に取付けられた資材貯留部(15)と、前記走行車体(1)の両端側に、昇降装置(19)を介して昇降自在に連結された一対の作業装置(2),(2)と、前記資材貯留部(15)の内部に設けられ、貯留した作業資材を前記作業装置(2)へ供給する資材供給装置(14)と、少なくとも前記作業装置(2),(2)および前記資材供給装置(14)の動作を制御する制御装置(3)と、を備え、前記制御装置(3)は、前記一対の作業装置(2),(2)のうち、一方の作業装置(2)に圃場(100)に接地する作業姿勢をとらせつつ、他方の作業装置(2)を所定角度上昇させて資材補充姿勢をとらせることを特徴とする。

0007

請求項2に記載の作業車両(10)は、請求項1において、前記一対の作業装置(2),(2)は、いずれも水平姿勢を維持可能であることを特徴とする。

0008

請求項3に記載の作業車両(10)は、請求項1または2において、自車両の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得装置(5)と、前記複数の車輪(11a),(12a)がそれぞれ取付けられる複数の転舵軸(18)と、前記複数の車輪(11a),(12a)を駆動する駆動源(170)と、を備え、前記制御装置(3)は、前記位置情報取得装置(5)が取得した位置情報と前記車輪(11a),(12a)の舵角とに基づいて前記転舵軸(18)および前記駆動源(170)を制御して前記走行車体(1)を自動走行させることを特徴とする。

0009

請求項4に記載の作業車両(10)は、請求項3において、前記車輪(11a),(12a)は、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置された4つの前記転舵軸(18)周りにそれぞれ独立して90度以上の舵角で回動可能に取付けられるとともに、前記駆動源(170)を介してそれぞれ独立して車軸(17a)周りに回動する複数の転舵駆動輪であることを特徴とする。

0010

請求項5に記載の作業車両(10)は、請求項4において、各前記車輪(11a),(12a)は、前記転舵軸(18)周りに180度回転可能であり、前記制御装置(3)は、進行方向における前方に位置する左右一組車輪組(11、12)あるいは後方に位置する左右一組の車輪組(12、11)のうち、いずれかの組の各前記車輪(11a),(12a)をそれぞれ180度回転させることにより、トレッド寸法を変化させることを特徴とする。

0011

請求項6に記載の作業車両(10)は、請求項1から5のいずれか一項において、前記作業装置(2)は、前記資材供給装置(14)から送給された前記作業資材である苗(N0)を前記圃場(100)に移植する苗植付装置(21)を備えることを特徴とする。

発明の効果

0012

請求項1に記載の作業車両によれば、作業資材を用いた対地作業を行う際に、一方の作業装置で対地作業を行っている間に他方の作業装置に作業資材を補充することができる。そのため、作業装置を使用する際に作業資材が不足である状態になることを可及的に回避することができる。

0013

請求項2に記載の作業車両によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、一対の作業装置のいずれであっても、対地作業を行う機能と、最適な水平姿勢による作業資材の補充機能とを発揮することができる。

0014

請求項3に記載の作業車両によれば、請求項1または2に記載の発明の効果に加えて、走行車体を所望する方向へ自在に走行させることができ、圃場などを走行する際の自由度が著しく高まる。

0015

請求項4に記載の作業車両によれば、請求項3の効果に加えて、略直角あるいは斜め方向に直線的に移動することができるため、例えば圃場の4隅などに未作業領域を生じさせることがない。

0016

請求項5に記載の作業車両によれば、請求項4の効果に加えて、作業中に後進しても、例えば圃場に移植などした作業資材を車輪で踏みつぶすおそれを可及的に減じることができる。

0017

請求項6に記載の作業車両によれば、請求項1から5のいずれかに記載の発明の効果に加えて、苗移植作業の省力化および効率化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0018

図1は、実施形態に係る作業車両である苗移植機の概要を示す説明図である。
図2は、同上の苗移植機の側面図である。
図3は、同上の苗移植機の作業装置の姿勢を示す説明図である。
図4Aは、同上の苗移植機のタンク部の回転機構の一例を示す説明図である。
図4Bは、同上の回転機構の模式的説明図である。
図5は、同上の苗移植機の転舵駆動輪の構造を模式的に示す説明図である。
図6は、同上の苗移植機のコントローラを中心とするブロック図である。
図7は、同上の苗移植機の作業手順の一例を示す模式的説明図である。
図8は、同上の苗移植機の背面視による説明図である。

実施例

0019

以下に、本発明の実施形態に係る作業車両を、無人で自動走行しながら田植作業を行うことのできる苗移植機として図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に記す実施形態における構成要素には、当業者置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形したり、各実施形態を組み合わせたりして実施することができる。また、以下では苗移植機の走行車体、あるいは走行車体と作業装置とを含む苗移植機の全体を指して機体と呼ぶ場合がある。

0020

図1は、実施形態に係る作業車両である苗移植機の概要を示す説明図であり、苗移植機の自動田植え作業の概要を示している。また、図2は、同苗移植機の側面図、図3は、同苗移植機の作業装置の姿勢を示す説明図である。また、図4Aは、同苗移植機のタンク部の回転機構の一例を示す説明図、図4Bは、同回転機構の模式的説明図である。また、図5は、同苗移植機の転舵駆動輪の構造を模式的に示す説明図である。

0021

図1に示すように、作業車両としての苗移植機10は、所定の圃場100において、予めティーチングされた作業経路Lに沿って無人で自動走行しながら、作業装置である苗植付部2を用いて苗N0の植付作業を行うことができる。苗移植機10の自動走行および苗N0の植付作業は、走行車体1に搭載された制御部であるコントローラ3によってなされる(図2)。

0022

なお、図示しないが、自動走行を行うために、走行車体1の前後左右位置に、それぞれ一対の監視カメラ9(図6参照)を設けてフロントセンサリヤセンサ、左右のサイドセンサとして機能させ、進行を阻害する障害物などを検出可能としている。なお、図1において、符号Nが示すものは、苗移植機10により移植された苗N0からなる苗列である。

0023

図2および図3に示すように、苗移植機10は、コントローラ3を搭載する略正方形の走行車体1を備えるとともに、複数の車輪11a,11a,12a,12aを備え、圃場100を走行可能な走行車体を備える。

0024

そして、この走行車体1上には、回転機構150(図4A参照)を介して水平方向へ回転自在(矢印A1参照)に設けられた資材貯留部となるタンク部15を備える。

0025

タンク部15の回転機構150は、図4Aに示すように、その下面に設けたタンク座部15aに、レール溝151aが形成されるとともに、複数のローラ154を回転自在に配設した上部円形フレーム151が連接されている。他方、走行車体1の走行フレーム16(図2および図3参照)上に設けたタンク設置フレーム153には、レール溝152aが形成された下部円形フレーム152が取付けられている。

0026

そして、下部円形フレーム152と上部円形フレーム151のレール溝151a,152a同士で形成される空間にローラ154が位置するように両者を対向させて配置する。タンク設置フレーム153には、コントローラ3により制御されるタンクモータ155が取付けられており、このタンクモータ155の回転軸に取付けたピニオン156を、図4Bに示すように、上部円形フレーム151の外周に形成された係合歯151bに噛合させている。

0027

かかる構成により、タンクモータ155が駆動すれば、上部円形フレーム151が回動し、この上部円形フレーム151を一体的に設けたタンク部15も回動することになる。

0028

また、上部円形フレーム151および下部円形フレーム152を用いたため、内側に施肥装置やその他必要な装置類や電動機構などを配置することができるため、タンク部15を自在に回転可能としつつ、苗移植機10の小型化を図ることができる。

0029

なお、タンク部15の回動停止位置としては、制限を設けずに任意の位置で停止できるようにしてもよいが、少なくとも、一対の苗植付部2を結ぶ仮想線上の2箇所と、この仮想線に直交する仮想線上の2箇所の4か所、すなわち90度の間隔をおいて停止することが好ましい。

0030

また、走行車体1の両端側には、コントローラ3により制御される作業装置昇降モータ175(図6参照)を備えた昇降装置19を介して一対の苗植付部2,2が昇降自在に連結されている。すなわち、走行車体1には、走行フレーム16の両端に昇降装置19が設けられており、この昇降装置19に、先端に苗植付部2の外枠を連結した連結杆190の基端が連結されている。したがって、昇降装置19の作業装置昇降モータ175が駆動すると、連結杆190が上下に回動し、その回動に連動して苗植付部2が昇降する。

0031

また、連結杆190の中間部と苗植付部2の外枠とを、例えば油圧シリンダ191などのアクチュエータにより回動自在に連結しており、アクチュエータの駆動によって苗植付部2の苗載台20の姿勢を変更可能としている。

0032

かかる構成により、苗植付部2の姿勢に応じて苗載台20の姿勢を変更することで、苗Noの植付姿勢を安定させることができる。

0033

タンク部15の内部には、貯留した苗N0を苗植付部2へ供給する資材供給装置14が設けられている。なお、資材供給装置14については後に詳述する。

0034

走行車体1の基台となる走行フレーム16の下部には、駆動輪であり、かつ転動輪である4つの車輪11a,11a,12a,12aが設けられる。すなわち、苗移植機10は、所謂4WD(四輪駆動)であり、かつ4WS(四輪操舵)の4つの転舵駆動輪を備える作業車両である。なお、以下では、進行方向の側もしくはその反対の側のいずれか一方の左右一組の車輪11a,11aを第1の車輪組11、他方の左右一組の車輪12a,12aを第2の車輪組12と記す場合がある。

0035

第1、第2の車輪組11,12を構成する4つの車輪11a,11a,12a,12aは、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置された4つの転舵軸18の周りにそれぞれ独立して90度以上の舵角で回動可能に取付けられている。

0036

また、転舵駆動輪である4つの車輪11a,11a,12a,12aは、駆動源となる駆動モータ170により、それぞれ独立して車軸17aと共に回転する。そして、これら車輪11a,11a,12a,12aは、平面視で略正方形の走行車体1に規定された仮想円の周上に90度間隔で4つ設けられている。仮想円の中心は、タンク部15の回転中心と一致している。すなわち、4つの車輪11a,11a,12a,12aは、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置されている。

0037

本実施形態に係る苗移植機10の車輪11a,11a,12a,12aは、転舵軸18の周りに180度回転可能としている。コントローラ3は、進行方向における前方に位置する左右一組の車輪組11あるいは後方に位置する左右一組の車輪組12のうち、いずれかの車輪組11(12)の各車輪11a(12a)を、それぞれ180度回転させることによってトレッド寸法を変化させることができる。

0038

すなわち、図5に示すように、各車輪11a(12a)は、それぞれ独立して駆動モータ170が設けられた動力伝達ケース180から下方へ延在する略L字状の転舵軸18の先端部をなす車軸17aに取付けられている。なお、駆動モータ170を動力伝達ケース180の上部に設けて、車輪11a,12aの外径よりも高い位置に配置したため、などが付着することを可及的に抑制し、耐久性を向上させることができる。

0039

前述したように、各車輪11a(12a)は、転舵軸18の周りに180度回転可能である。そこで、図5に示すように、例えば、左右一組の車輪組11(12)の転舵軸18を、矢印A2で示すように、それぞれ180度回転させると、左右一組の車輪組11(12)の各車輪11a,12aは、トレッドT1の状態から、より幅狭のトレッドT2の状態へと寸法を変化させることができる。

0040

したがって、このようにトレッド寸法を変化させて進行することで、作業中であっても、圃場100に移植された苗N0を車輪11a,12aで踏みつぶすおそれを可及的に減じることができる。また、トレッド寸法の変更は、左右一組の車輪組11(12)を同時に行うのではなく、いずれかの組の車輪組11(12)を選択的に行うこともできる。

0041

また、各車輪11a(12a)は、それぞれ独立して駆動モータ170により個別に駆動可能であるため、例えば、機体直進時に若干のブレがあった場合、車輪11a(12a)の回転を制御することで直線性を維持することが可能である。例えば、右に曲がりそうな場合は、左の車輪11a(12a)の回転を相対的に遅くするか、逆に右の車輪11a(12a)の回転を相対的に速くすることで、進行方向を直進方向へ引き戻すことができる。さらに、苗移植作業中、苗載台20は横方向へ移動するが、その移動の際に移動方向とは反対側の車輪11a(12a)の回転を若干速めることで、移動した苗載台20の重みで傾く分のトルクバランスさせて直進性を良好に保持することも可能である。

0042

また、直進性を損なう場合は、対角線上に位置する車輪11a(12a)の間で回転速度を変えることで、直進性を維持することもできる。なお、大幅に直進性が損なわれるとコントローラ3が判断した場合は、減速したり停止してもよい。

0043

また、旋回時には、外側に位置する車輪11a(12a)の回転を速めることで、旋回半径を小さくすることもできる。そして、旋回中央まで進んだときに、4つの車輪11a,12aを反転させると、圃場100を荒らすことなく旋回前の位置に戻ることもできる。

0044

ところで、図1図3に示すように、タンク部15の回転中心上には受信アンテナ51が設置されている。この受信アンテナ51は、後述する位置情報取得装置5(図6参照)の一部を構成するもので、位置情報取得装置5は、航法衛星300から電波を受信して自車両の位置を示す位置情報を取得する。

0045

そして、コントローラ3により、位置情報取得装置5が取得した位置情報と車輪11a,11a,12a,12aのそれぞれの舵角とに基づいて転舵軸18および駆動モータ170を制御して走行車体1を自動走行させることができる。

0046

例えば、図1に示すように、苗移植機10が圃場100の端部に達すると、これまでの苗移植機10や他の作業車両のように、Uターンをすることなく、転舵角を制御して車輪11a,11a,12a,12aを切り返すことにより、符号110で示すような経路をとって進行方向を切り替えることができる。

0047

このように、本実施形態に係る苗移植機10では、畦端であっても機体をUターンさせることなく作業が行えるため車輪11a,11a,12a,12aによって圃場100を荒らすおそれを可及的に抑制することができる。また、コントローラ3の自動制御による苗植付作業が行えるため、高速作業が可能となり、作業効率が著しく向上する。

0048

ところで、苗植付部2,2は、図2および図3に示すように、走行車体1の走行フレーム16の両端に連結されており、それぞれが独立して動作可能である。すなわち、各苗植付部2は、コントローラ3により動作制御される昇降装置19を介して走行フレーム16に取付けられる。また、各苗植付部2は、コントローラ3により動作制御される苗植付装置21が設けられている。苗植付装置21は、苗載台20から苗N0(資材)を取り出して圃場100に植え付け植付爪22を備えるとともに、圃場100を均すロータ24を備えている。

0049

ところで、苗植付部2の苗載台20には、苗N0を検出する苗センサ8(図6参照)が設けられている。苗センサ8としては、例えば、イメージセンサなどを適宜用いることができる。

0050

かかる苗センサ8は、苗載台20と苗マットとの間の間隙の寸法あるいは密着度合を検出し、検出結果に基づいてコントローラ3は苗マットの滑り具合を判定する。そして、滑りが悪く苗マットの下降不良などが生じるおそれがある場合、オペレータ警報信号を出力する。なお、苗マットの下降不良が検出された場合、コントローラ3はその解消を図るために、昇降装置19を駆動して苗植付部2を上下動させ、苗マットの降下を促進することもできる。

0051

また、植付爪22の動作を検出する苗センサ8を設けることもできる。すなわち、植付爪22が苗N0の取り損ねが所定回数以上連続するような場合、コントローラ3がオペレータへ警報信号を出力するのである。

0052

なお、検出結果に基づきコントローラ3から出力される警報信号は、例えば、オペレータが所持する端末装置などに送信することもできる。

0053

本実施形態に係る苗移植機10のコントローラ3は、一対の苗植付部2,2のうち、一方の苗植付部2に圃場100に接地する作業姿勢、すなわち苗植付姿勢をとらせつつ、他方の苗植付部2を所定角度上昇させて苗補充姿勢をとらせることができる。このとき、コントローラ3は、一対の苗植付部2,2のうち、いずれの苗植付部2についても水平姿勢を維持できるように制御することができる。

0054

したがって、自動走行による植付作業中において、図3に示すように、一方の苗植付部2で植付作業を行っている間に、他方の苗植付部2を、この苗植付部2の苗載台20がタンク部15と可及的に接近するようにして水平姿勢に維持する。そして、タンク部15内に設けられた資材供給装置14を駆動して、他方の苗植付部2に苗N0を補充することができる。そのため、苗植付部2を使用する際に苗N0が不足である状態になることを可及的に回避することができる。なお、ここでは、タンク部15と苗載台20とは近接状態にとどめているが、両者をドッキングさせる構成としてもよい。

0055

ここで、図2および図3を参照しながら、資材供給装置14の構成およびこの資材供給装置14による苗N0の補充動作について説明する。

0056

図2および図3に示すように、タンク部15に配設された資材供給装置14は、圃場100へ植付けるための苗N0が多列に配列された複数の苗マットを載置状態で収容するとともに、これらの苗マットを、苗植付部2の苗載台20へ順次、送給することができる。

0057

本実施形態に係るタンク部15には、その一側に苗N0(資材)を投入するための開口が形成されるとともに、他側には苗植付部2に対峙するように資材排出口が形成される。かかる資材排出口から、苗マットは、苗植付部2の苗載台20へと搬送される(図3の矢印S参照)。なお、タンク部15は回動可能であるため、一対の苗植付部2、2のいずれの苗載台20にも苗マットの供給が可能である。

0058

より具体的に説明すると、資材供給装置14は、苗マットの搬送に適したコンベヤ装置の構成を具備する上段搬送機構141と下段搬送機構142とを備える。すなわち、モータで駆動するローラコンベアベルトコンベアなどのように、複数の苗マットを載置した状態で容易に回動可能な搬送帯を備えるコンベア機構所定間隔をあけて上下に配設している。ここでは、上下に配設された搬送機構を、それぞれ上段搬送機構141および下段搬送機構142とする。このように、上段搬送機構141および下段搬送機構142を用いて搬送することで、苗マットの端部などがまくれたりすることなく、安定した状態で搬送することができる。

0059

なお、資材供給装置14は、苗移植機10の対応条数に応じた複数列分を配設可能である。例えば、苗移植機10が4条植えであって、苗植付部2が備える苗載台20に4列の苗マットを載置することができるのであれば、資材供給装置14もタンク部15内に4列配設することができる。

0060

また、図示するように、タンク部15の外殻13の一部には透明部材で形成された窓部133が設けられている。したがって、資材供給装置14の作動状況は、タンク部15の外からでも目視により確認することができる。また、タンク部15の下縁部には、例えば資材供給装置14の異常や苗マット切れ報知することができる表示ランプ600が設けられている。

0061

また、外殻13の下部位置には、肥料を貯留する肥料貯留部160が引出自在に設けられている(図8参照)。すなわち、肥料貯留部160は、引き出し状に形成された上面開口の箱体であり、タンク部15から引き出せば、適宜肥料補充することができる。

0062

また、走行フレーム16の下部には、肥料貯留部160からの肥料を圃場100へ散布するための肥料散布機161が設けられている。この肥料散布機161には、苗植付部2の後部側に先端が開口する肥料送給チューブ162の基端が接続されている。なお、肥料散布機161の動力機構は、コントローラ3により制御される。

0063

かかる構成により、苗移植機10は、十分な量の肥料を貯留することができるとともに、苗N0の植付作業中に、圃場100への肥料供給、あるいは苗マットに保持されている苗N0に対して直接的に肥料散布することができる。

0064

ここで、図6を参照しながら、本実施形態に係る苗移植機10の機能について説明する。図6は、苗移植機10のコントローラ3を中心とするブロック図である。

0065

図6に示すように、苗移植機10は、制御部であるコントローラ3を備えており、このコントローラ3は、CPU(Central Processing Unit)などを有する処理部や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶部、さらには入出力部を備える。これらは互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能であり、記憶部には苗移植機10を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。

0066

図6に示すように、コントローラ3には、苗移植機10の走行をはじめとする駆動系を制御する駆動制御装置6や、前述の資材供給装置14を駆動する資材搬送モータ7a、タンク部15を水平回転させるためのタンクモータ155、苗植付部2を昇降させる作業装置昇降モータ175、さらには4つの車輪11a,11a,12a,12aをそれぞれ独立して駆動する4つの駆動モータ170が接続される他、様々な装置の駆動に関わる各種アクチュエータ400が接続される。

0067

各種アクチュエータ400としては、例えば、苗植付部2に設けられる前述の油圧シリンダ191や、肥料散布機161の動力源、あるいは植付クラッチを作動させる植付クラッチモータなどのような各種モータがある。

0068

ところで、本実施形態に係る苗移植機10の苗載台20は、アクチュエータとなる油圧シリンダ191により回動して姿勢変更が可能であるが、姿勢を変更した場合に、ロータ24についても自動的に高さが一定位置になるように、ロータ24の姿勢を変更する機構およびその駆動源を設けて、コントローラ3により制御変更可能な構成にすることが好ましい。

0069

また、コントローラ3には、前述の苗センサ8や監視カメラ9、さらには、苗移植機10の状態や回りの環境の状態を検出して自動走行や自動植付作業に寄与する各種センサ500が接続される。なお、各種センサ500としては、例えば、苗植付部2への苗供給作業を自動で行うために、タンク部15内の苗マットの有無やその数などを検出する苗マットセンサがある。

0070

また、各種センサ500の一例として、圃場100の肥沃度を検出する肥沃度センサを車輪11a,12aに設けておき、肥沃度が高いことが検出されると、コントローラ3により、オペレータの端末装置に警告音の出力を指示する信号を送信することもできる。なお、警告の基準となる肥沃度の値については、オペレータにより設定可能にしておくことが好ましい。また、肥沃度センサを作動させるスイッチなどを設けておき、このスイッチ操作に連動して車輪11a,12aの転舵軸18を数回左右に回転させることができる。かかる動作によって、肥沃度センサの電極に、圃場100の泥を確実に付着させて肥沃度を検出することができる。

0071

監視カメラ9は、例えば、苗植付部2にも適宜搭載することができ、安全クラッチ(不図示)の作動を監視して監視結果をオペレータが携行する端末装置などに送信することができる。なお、端末装置は、専用装置でもよいが、携帯電話タブレット端末装置であってもよい。また、例えば、苗載台20を撮像可能な位置に監視カメラ9を配置しておき、各条毎の苗N0の減少具合を検出することで、苗植付装置21などのメカ的な作動不良を検出することもできる。

0072

また、苗移植機10は、自動操舵装置4と、位置情報取得装置5とを備えており、これらもコントローラ3と接続されている。

0073

自動操舵装置4は、コントローラ3による苗移植機10の自動操舵を可能にしており、動力伝達ケース180と、その上部に設けられ、コントローラ3により駆動を制御される駆動モータ170や転舵軸18を回転させるモータなどを含むステアリング機構41と、舵角検出装置42とを備えている。コントローラ3は、例えば、図示しない起動スイッチがONになると、位置情報取得装置5が取得した位置情報と舵角検出装置42の検出結果とに基づき、自動操舵装置4を介して走行車体1の自動運転を開始する。

0074

位置情報取得装置5は、GNSS(Global Navigation Satellite System)やGPS(Global Positioning System)で使用される航法衛星300からの信号を受信する受信アンテナ51を備え、地球上における苗移植機10の位置情報(座標情報)を取得し、取得した位置情報をコントローラ3に送信する。

0075

かかる位置情報取得装置5で取得した機体の位置データから、コントローラ3は、苗移植機10の実速度を導出することもできる。すなわち、一定時間内における機体の移動量から実走行速度を逐次算出することができる。したがって、コントローラ3は、苗N0の植付作業に最適な速度を維持しながら自動走行することができる。また、例えば車輪11aや車輪12aがスリップなどした場合でも、車輪12aの回転量と関係なく、苗移植機10の実車速を取得することができる。

0076

こうして、苗移植機10は、コントローラ3により、舵角検出装置42が検出した転舵輪である車輪11a,12aの舵角と、取得した位置情報とに基づいてステアリング機構41を制御しながら、予め定められた作業経路L(図1参照)にそって自動走行しつつ、苗N0の植付作業、さらには施肥作業などを自動的に実行することができる。

0077

苗移植機10は、自動運転のみならず、前述の端末装置を用いて遠隔操作で走行させることもできる。例えば、所定の圃場100を自動運転させるための走行経路をティーチングするために、所定の圃場100をオペレータによって遠隔操作で走行させ、自動運転の際の走行経路に関する情報を記憶させることができる。

0078

また、苗移植機10の走行車体1に、例えば端末装置の一例としてのリモコンを設けた運転台取付可能とし、オペレータが運転台に座して操縦して走行させることもできる。例えば、不図示の格納庫などから所定の圃場100に至るまでは、オペレータが苗移植機10を遠隔操作して農道200(図1参照)を走行させてもよい。なお、運転台を設けておらず、外部から遠隔操作する場合、安全面を考慮して、リモコンや端末装置と機体との距離が一定以上離れていない場合は駆動モータ170が起動しないように制御することもできる。

0079

上述してきたように、本実施形態に係る作業車両は、無人で自動走行、苗移植作業を行うことができるロボット化された苗移植機10であり、走行車体1には、操縦ハンドルなどは存在しないが、例えば、マニュアル操作可能な操縦ハンドルを予め設けておき、着脱自在とした運転台にオペレータが搭乗して行うマニュアル運転と、自動運転とを選択可能とすることもできる。

0080

上述してきた構成により、苗移植機10は、自動運転により、圃場100を自動走行しながら、苗N0の植付けについても自動的に行うことができる。かかる自動運転の際に、一対の苗植付部2,2のうち、一方の苗植付部2に植付作業の姿勢をとりつつ、他方の苗植付部2は所定角度上昇して水平姿勢に維持して資材補充姿勢をとる。

0081

そして、タンク部15に配設された資材供給装置14が駆動して、資材補充姿勢をとっている苗植付部2の苗載台20に、苗マットを順次補給していく(図3参照)。このとき、コントローラ3は、苗植付部2に設けた監視カメラ9からの検出結果に基づいて、補充すべき苗マットの数などを判断する。

0082

また、タンク部15内の苗マットがすべて供給されたて苗マットが存在しないことを苗マットセンサ(不図示)が検出した場合、コントローラ3は、補充用の苗マット切れを表示ランプ600により報知するとともに、オペレータが携行する端末装置に苗マット切れを示す信号を送信するようにしている。また、この際に、作業中の苗植付部2の苗載台20に収容されている苗N0の数とに基づいて、圃場端の畔付近へ自動的に移動して苗マットのタンク部15内への補充を受けるようにするとよい。

0083

ここで、図7を参照しながら、本実施形態に係る苗移植機10の苗移植作業時における進行方向の切替えについて説明する。図7は、苗移植機10の作業手順の一例を示す模式的説明図である。なお、図7において、一対の苗植付部2,2のうち、網掛けして描かれているのは上昇している苗植付部2を示す。

0084

図7(a)に示すように、例えば、苗移植機10が、矢印Fの方向へ進行しながら圃場端に向かって苗植付作業を行っているとする。図面上では上側から下側方向に向かって進行している。そして、この苗移植機10が、圃場端、すなわち畦際に到達したとする。図中、符号N1は苗植付作業により形成された苗列を示す。

0085

なお、この状態では、進行方向、すなわち前方に位置する苗植付部2は上昇して略水平姿勢にあり、進行方向に対して反対側、すなわち後方に位置する苗植付部2は下降して作業姿勢にある。水平姿勢となっている苗載台20に苗N0が規定量よりも少ないことが検出された場合、資材供給装置14が作動して苗マットの供給がなされる。また、上昇している苗植付部2は、苗移植機10のバランスウェイト役割を果たし、走行の安定性を向上させることができる。

0086

そして、前方にある水平姿勢の苗植付部2が畦際に到達したとする。この場合、畦際付近には、所定距離だけ苗N0の植付けがなされていない未作業領域101が生じている。

0087

そこで、苗移植機10は、図7(b)に示すように、前方の苗植付部2を下降させて作業姿勢とする一方、後方の苗植付部2を略水平姿勢まで上昇し、矢印Rの方向へ後進しながら作業姿勢にある苗植付部2を駆動して未作業領域101に苗N0を植付ける。このとき、前述したように、左右一組の車輪組11(12)の各車輪11a,11aのトレッド寸法を変更することで、既に植えられている苗N0を車輪11a,12aで踏みつぶすおそれがない。

0088

次いで、一対の苗植付部2,2をいずれも上昇させるとともに、4つの車輪11a,11a,12a,12aを時計回りに所定角度(例えば45°)回動させ、図7(c)に示すように、機体を矢印Fa方向へ進行させる。すなわち、苗移植機10は、圃場端に向けて斜めに進行する。こうして、苗移植機10は、次の列の端に位置することになる。

0089

そして、図7(d)に示すように、その位置で圃場端側の苗植付部2を下降して作業姿勢をとらせる一方、反対側の苗植付部2を上昇させて、矢印Raの方向へ進行しながら苗植付作業を行う。すなわち、図7(a)に示す苗列を1列目とすると、2列目の苗植付作業を行う。そして、圃場際では、また同様なステップが実行されて、圃場100の全体への苗植付け作業が進む。

0090

こうして、畦際において、苗移植機10を斜め方向へあたかもカニ歩きのように進めることでこれまでのように、圃場100の外周に形成される未作業領域101を、最後に周回しながら作業して苗N0を植付ける後作業廃止することができる。そのため、作業時間についても短縮でき、効率的な作業を行うことができる。

0091

以上、実施形態に係る苗移植機10について説明してきたが、図8を参照してタンク部15の構成について説明を加える。図8は、苗移植機10の背面視による説明図である。

0092

図示するように、タンク部15の外殻13は、一側に設けた枢支部(不図示)を中心に開閉可能に構成されている(矢印A3参照)。したがって、タンク部15の内部に設けた資材供給装置14のメンテナンスなどを容易に行うことができるとともに、例えば畔際に横づけすれば、苗マットをタンク部15内に簡単に補充することができる。

0093

また、引き出し状に形成された上面開口の肥料貯留部160は、図示するように、タンク部15の開放側、すなわち、タンク部15に形成された苗N0を投入するための開口や苗N0を供給するための資材排出口と直交する側に引き出し自在に配設されている。したがって、肥料の補充についても、肥料貯留部160を引き出した状態にすることで、畔から簡単に行うことができる。

0094

以上、実施形態に係る苗移植機10について説明してきたが、上述してきた実施形態は発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、タンク部15を回動させる機構としては、図4Aおよび図4Bに示した構造のみならず、周知の油圧ショベルなどと同じ機構を採用することもできる。

0095

また、動力源としては各種のモータを採用した例としたが、例えばエンジントランスミッションやHST(Hydro Static Transmission)を備えた構成とすることもできる。トランスミッションを用いる場合、内部に貯留されるオイルを、例えば苗載台20の姿勢を変更する油圧シリンダ191に送るように構成することもできる。その場合、油圧シリンダ191をスイングジョイントを介して取付けるようにすれば、取付けた位置が回転するような構造であっても、オイルチューブホース類などが追従するためじれたりするおそれがない。

0096

上述した実施形態から以下の苗移植機10が実現する。

0097

(1)複数の車輪11a,12aを備え、圃場100を走行可能な走行車体1と、前記走行車体1に、水平方向へ回転自在に取付けられたタンク部15と、前記走行車体1の両端側に、昇降装置19を介して昇降自在に連結された一対の苗植付部2,2と、前記タンク部15の内部に設けられ、貯留した苗Noを前記苗植付部2へ供給する資材供給装置14と、少なくとも前記苗植付部2,2および前記資材供給装置14の動作を制御するコントローラ3と、を備え、前記コントローラ3は、前記一対の苗植付部2,2のうち、一方の苗植付部2に圃場100に接地する作業姿勢をとらせつつ、他方の苗植付部2を所定角度上昇させて資材補充姿勢をとらせる苗移植機10。

0098

(2)上記(1)において、前記一対の苗植付部2,2は、いずれも水平姿勢を維持可能である苗移植機10。

0099

(3)上記(1)または(2)において、自車両の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得装置5と、前記複数の車輪11a,12aがそれぞれ取付けられる複数の転舵軸18と、前記複数の車輪11a,12aを駆動する駆動モータ170と、を備え、前記コントローラ3は、前記位置情報取得装置5が取得した位置情報と前記車輪11a,12aの舵角とに基づいて前記転舵軸18および前記駆動モータ170を制御して前記走行車体1を自動走行させる苗移植機10。

0100

(4)上記(3)において、前記車輪11a,12aは、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置された4つの前記転舵軸18の周りにそれぞれ独立して90度以上の舵角で回動可能に取付けられるとともに、前記駆動モータ170を介してそれぞれ独立して車軸17aの周りに回動する複数の転舵駆動輪である苗移植機10。

0101

(5)上記(4)において、各前記車輪11a,12aは、前記転舵軸18周りに180度回転可能であり、前記コントローラ3は、進行方向における前方に位置する左右一組の車輪組11(12)あるいは後方に位置する左右一組の車輪組12(11)のうち、いずれかの組の各前記車輪11a,12aをそれぞれ180度回転させることにより、トレッド寸法を変化させる苗移植機10。

0102

(6)上記(1)から(5)のいずれかにおいて、前記苗植付部2は、前記資材供給装置14から送給された前記苗N0を前記圃場100に移植する苗植付装置21を備える苗移植機10。

0103

なお、上述してきた実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、表示要素などのスペック(構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質など)は、適宜に変更して実施することができる。

0104

1走行車体
2苗植付部(作業装置)
3コントローラ(制御装置)
5位置情報取得装置
10苗移植機(作業車両)
11a,12a車輪
14資材供給装置
15タンク部(資材貯留部)
18転舵軸
19昇降装置
21苗植付装置
100圃場
170駆動モータ(駆動源)
N0 苗(作業資材)

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