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図面 (12)

課題

圃場作業の最終段階における地での作業を円滑に行うことができる作業車両を提供する。

解決手段

トラクタ1は、位置情報取得部51と、コーナー判定部77と、動作変更部78と、を備える。位置情報取得部51は、トラクタ1の位置を測位する。コーナー判定部77は、位置情報取得部51による測位情報に基づいて、圃場のコーナー近傍にトラクタ1が位置するか否かを判定する。動作変更部78は、トラクタ1が圃場のコーナー近傍に位置するとコーナー判定部77により判定された場合に、与えられた指示に伴うトラクタ1の動作を、トラクタ1がコーナー近傍以外に位置する場合とは異なるように変更する。

概要

背景

従来から、車体後部に作業機を連結して圃場で作業を行うことが可能な作業車両が知られている。特許文献1は、この種の作業車両を開示する。

特許文献1では、圃場地に乗用トラクタが到達したときの旋回操作センサが検出し、切換手段によって乗用トラクタ走行速度を自動的に減速させる構成について言及されている。この構成では、枕地での方向転換時ハンドル切れ角が設定以上となると、作業機を上昇させて走行速度を減少させる。

特許文献1が提案する乗用トラクタは、枕地にて走行速度設定を実施するか否かを設定する枕地モード設定器を備える。枕地設定モードに入っている場合であって、後進の場合、又は、作業機が車体から最も上昇した非作業状態であるときは、トラクタの速度は予め設定された車速(通常、低い車速)となるように変速され、そうでないときは、変速は行われない。枕地設定モードに入っていない場合は、トラクタの速度の変速は行われない。

概要

圃場作業の最終段階における枕地での作業を円滑に行うことができる作業車両を提供する。トラクタ1は、位置情報取得部51と、コーナー判定部77と、動作変更部78と、を備える。位置情報取得部51は、トラクタ1の位置を測位する。コーナー判定部77は、位置情報取得部51による測位情報に基づいて、圃場のコーナー近傍にトラクタ1が位置するか否かを判定する。動作変更部78は、トラクタ1が圃場のコーナー近傍に位置するとコーナー判定部77により判定された場合に、与えられた指示に伴うトラクタ1の動作を、トラクタ1がコーナー近傍以外に位置する場合とは異なるように変更する。

目的

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、圃場作業の最終段階における枕地での作業を円滑に行うことが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
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請求項1

作業車両の位置を測位する測位部と、前記測位部による測位情報に基づいて、圃場コーナー近傍に前記作業車両が位置するか否かを判定する判定部と、前記作業車両が前記コーナー近傍以外に位置すると前記判定部によって判定された第1の場合と、前記作業車両がコーナー近傍に位置すると前記判定部によって判定された第2の場合とで、与えられた指示に伴う前記作業車両の動作が異なるように変更する動作変更部と、を備えることを特徴とする作業車両。

請求項2

請求項1に記載の作業車両であって、前記作業車両の前後進切り換える切換部と、前記切換部による前後進の切換に伴って、後進時は前進時よりも低速となるように前記作業車両の速度を変更する速度変更部と、を備え、前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記速度変更部による速度の変更を許容し、前記第2の場合には、前記速度変更部による速度の変更を阻止し、又は、速度の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくすることを特徴とする作業車両。

請求項3

請求項1又は2に記載の作業車両であって、前記作業車両の操向を行う操向部と、前記操向部による操向に伴って、旋回時は直進時よりも低速となるように前記作業車両の速度を変更する速度変更部と、を備え、前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記速度変更部による速度の変更を許容し、前記第2の場合には、前記速度変更部による速度の変更を阻止し、又は、速度の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくすることを特徴とする作業車両。

請求項4

請求項1から3までの何れか一項に記載の作業車両であって、前記作業車両の前後進を切り換える切換部と、前記切換部による前後進の切換に伴って、前記作業車両が備えるエンジン回転数を、後進時は前進時よりも回転数が小さくなるように変更するエンジン回転数変更部と、を備え、前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を許容し、前記第2の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を阻止し、又は、エンジン回転数の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくすることを特徴とする作業車両。

請求項5

請求項1から4までの何れか一項に記載の作業車両であって、前記作業車両の操向を行う操向部と、前記操向部による操向に伴って、前記作業車両が備えるエンジンの回転数を、旋回時は直進時よりも回転数が小さくなるように変更するエンジン回転数変更部と、を備え、前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を許容し、前記第2の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を阻止し、又は、エンジン回転数の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくすることを特徴とする作業車両。

請求項6

請求項1から5までの何れか一項に記載の作業車両であって、前記作業車両の操向を行う操向部と、前記操向部による操向に伴って、作業車両に接続されている作業機を旋回時に上昇させる作業機上昇制御部と、を備え、前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記作業機上昇制御部による前記作業機の上昇制御を許容し、前記第2の場合には、前記作業機上昇制御部による前記作業機の上昇制御を阻止することを特徴とする作業車両。

請求項7

請求項1から6までの何れか一項に記載の作業車両であって、前記作業車両に接続されている作業機が備える、圃場面の高さに応じて変位するカバーを、変位しないようにロックするカバーロック制御部を備え、前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記カバーロック制御部による前記カバーのロック制御を阻止し、前記第2の場合には、前記カバーロック制御部による前記カバーのロック制御を許容することを特徴とする作業車両。

技術分野

0001

本発明は、圃場で作業を行う作業車両に関する。

背景技術

0002

従来から、車体後部に作業機を連結して圃場で作業を行うことが可能な作業車両が知られている。特許文献1は、この種の作業車両を開示する。

0003

特許文献1では、圃場地に乗用トラクタが到達したときの旋回操作センサが検出し、切換手段によって乗用トラクタ走行速度を自動的に減速させる構成について言及されている。この構成では、枕地での方向転換時ハンドル切れ角が設定以上となると、作業機を上昇させて走行速度を減少させる。

0004

特許文献1が提案する乗用トラクタは、枕地にて走行速度設定を実施するか否かを設定する枕地モード設定器を備える。枕地設定モードに入っている場合であって、後進の場合、又は、作業機が車体から最も上昇した非作業状態であるときは、トラクタの速度は予め設定された車速(通常、低い車速)となるように変速され、そうでないときは、変速は行われない。枕地設定モードに入っていない場合は、トラクタの速度の変速は行われない。

先行技術

0005

特開2006−320252号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1も指摘するように、例えば乗用トラクタで耕耘作業を行うとき、枕地は未耕耘部分として残る。最終段階で、乗用トラクタは、枕地の未耕耘部分をなくすように作業を行う。

0007

最終段階での枕地作業では、未耕耘部分を処理するために、少しの旋回及び細かい切返し等が必要になる場合が多くなる。しかしながら、ハンドル操作等に連動して作業機の上昇制御が行われたり、車速が変化したりすると、作業が円滑でなくなってしまう。一方で、枕地での方向転換では枕地設定モードとし、最終段階での枕地作業でだけ枕地設定モードを解除するのは、オペレータにとって煩雑であり、操作を忘れるおそれもある。

0008

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、圃場作業の最終段階における枕地での作業を円滑に行うことができる作業車両を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

0009

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

0010

本発明の観点によれば、以下の構成の作業車両が提供される。即ち、この作業車両は、測位部と、判定部と、動作変更部と、を備える。前記測位部は、作業車両の位置を測位する。前記判定部は、前記測位部による測位情報に基づいて、圃場のコーナー近傍に前記作業車両が位置するか否かを判定する。前記動作変更部は、前記作業車両が前記コーナー近傍以外に位置すると前記判定部によって判定された第1の場合と、前記作業車両がコーナー近傍に位置すると前記判定部によって判定された第2の場合とで、与えられた指示に伴う前記作業車両の動作が異なるように変更する。

0011

これにより、圃場のコーナー近傍とそれ以外とで、作業車両に求められる互いに異なる動作を、煩雑な操作を必要とすることなく自動的に切り換えて行わせることができる。

0012

前記の作業車両においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、作業車両は、切換部と、速度変更部と、を備える。前記切換部は、前記作業車両の前後進を切り換える。前記速度変更部は、前記切換部による前後進の切換に伴って、後進時は前進時よりも低速となるように前記作業車両の速度を変更する。前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記速度変更部による速度の変更を許容する。前記動作変更部は、前記第2の場合には、前記速度変更部による速度の変更を阻止し、又は、速度の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくする。

0013

これにより、後進時には作業車両の車速が自動的に減少する制御によって、ゆとりを持って後進を行うことができる。一方で、圃場のコーナー近傍で後進するときは、後進を比較的高速で行うことができ、作業効率を高めることができる。

0014

前記の作業車両においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、作業車両は、操向部と、速度変更部と、を備える。前記操向部は、前記作業車両の操向を行う。前記速度変更部は、前記操向部による操向に伴って、旋回時は直進時よりも低速となるように前記作業車両の速度を変更する。前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記速度変更部による速度の変更を許容する。前記動作変更部は、前記第2の場合には、前記速度変更部による速度の変更を阻止し、又は、速度の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくする。

0015

これにより、通常の枕地旋回では作業車両の車速が自動的に減少する制御によって、急旋回時でも車両の安定性を確保でき、オペレータの安心感を高めることができる。一方で、圃場のコーナー近傍で少しの旋回を伴って作業機で作業しようとするときは、作業車両を比較的高速で前進させることができ、作業効率を高めることができる。

0016

前記の作業車両においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、作業車両は、切換部と、エンジン回転数変更部と、を備える。前記切換部は、前記作業車両の前後進を切り換える。前記エンジン回転数変更部は、前記切換部による前後進の切換に伴って、前記作業車両が備えるエンジン回転数を、後進時は前進時よりも回転数が小さくなるように変更する。前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を許容する。前記動作変更部は、前記第2の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を阻止し、又は、エンジン回転数の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくする。

0017

これにより、後進時にはエンジン回転数が自動的に減少する制御によって、燃費を抑制することができる。一方で、圃場のコーナー近傍で作業車両が後進するときは、エンジン回転数を比較的高回転とすることができるので、長距離の後進も素早く行うことができ、作業効率を高めることができる。

0018

前記の作業車両においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、作業車両は、操向部と、エンジン回転数変更部と、を備える。前記操向部は、前記作業車両の操向を行う。前記エンジン回転数変更部は、前記操向部による操向に伴って、前記作業車両が備えるエンジンの回転数を、旋回時は直進時よりも回転数が小さくなるように変更する。前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を許容する。前記動作変更部は、前記第2の場合には、前記エンジン回転数変更部によるエンジン回転数の変更を阻止し、又は、エンジン回転数の変更の度合いを前記第1の場合よりも小さくする。

0019

これにより、通常の枕地旋回ではエンジン回転数が自動的に減少する制御によって、燃費を抑制することができる。一方で、圃場のコーナー近傍で作業車両を前進旋回させながら作業機で作業しようとするときは、エンジン回転数を比較的高回転とすることができるので、作業効率を高めることができる。

0020

前記の作業車両においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、作業車両は、操向部と、作業機上昇制御部と、を備える。前記操向部は、前記作業車両の操向を行う。前記作業機上昇制御部は、前記操向部による操向に伴って、作業車両に接続されている作業機を旋回時に上昇させる。前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記作業機上昇制御部による前記作業機の上昇制御を許容する。前記動作変更部は、前記第2の場合には、前記作業機上昇制御部による前記作業機の上昇制御を阻止する。

0021

これにより、通常の枕地旋回では作業機が自動的に上昇する制御によって、オペレータの操作を簡素化できる。一方で、圃場のコーナー近傍で作業車両を前進旋回させながら作業機で作業しようとするときに、作業機が自動的に上昇して作業ができなくなってしまうことを防止できる。

0022

前記の作業車両においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、作業車両は、前記作業車両に接続されている作業機が備える、圃場面の高さに応じて変位するカバーを、変位しないようにロックするカバーロック制御部を備える。前記動作変更部は、前記第1の場合には、前記カバーロック制御部による前記カバーのロック制御を阻止する。前記動作変更部は、前記第2の場合には、前記カバーロック制御部による前記カバーのロック制御を許容する。

0023

これにより、圃場のコーナー近傍に土が溜まり、圃場の中央と比べて盛り上がっているのを、作業機のカバーをロックしながら作業することによって容易に是正することができる。また、作業車両がコーナー近傍にあるか否かでカバーのロック/ロック解除が自動的に切り換えられるので、オペレータの利便性を高めることができる。

図面の簡単な説明

0024

本発明の一実施形態に係る自律走行システムに備えられるトラクタの全体的な構成を示す側面図。
トラクタの平面図。
トラクタの電気的な構成を示すブロック図。
トラクタの位置が圃場コーナー近傍であるか否かを判定するための判定領域と、判定結果に応じた制御の切換を説明する図。
(a)は、往復耕を示す模式図。(b)は、周回耕の第1周目を示す模式図。
(c)は、周回耕の第2周目を示す模式図。(d)周回耕の第3周目を示す模式図。
周回耕の第1例で、第2周目における圃場コーナー近傍での耕耘作業の様子を説明する模式図。
周回耕の第1例で、第3周目における圃場コーナー近傍での耕耘作業の様子を説明する模式図。
周回耕の第2例で、第2周目における圃場コーナー近傍での耕耘作業の様子を説明する模式図。
周回耕の第2例で、第3周目における圃場コーナー近傍での耕耘作業の様子を説明する模式図。
圃場コーナー近傍か否かを判定するための領域の変形例を説明する図。

実施例

0025

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るトラクタ1の全体的な構成を示す側面図である。図2は、トラクタ1の平面図である。

0026

図1に示す本実施形態のトラクタ(作業車両)1は、機体(車両本体)2を備える。機体は、作業対象領域である圃場を走行することができる。

0027

機体2には、図1及び図2に示す作業機3が着脱可能に取り付けられている。本実施形態において、作業機3はロータリ耕耘機であるが、作業の種類等に応じて他の作業機(例えば、プラウ等)を選択して機体2に装着することもできる。機体2の後部には、作業機3を駆動するための図略のPTO軸が配置されている。

0028

トラクタ1の構成について、図1及び図2を参照してより詳細に説明する。トラクタ1の機体2は、図1に示すように、その前部が左右1対前輪7,7で支持され、その後部が左右1対の後輪8,8で支持されている。

0029

機体2の前部にはボンネット9が配置されている。このボンネット9内には、トラクタ1の駆動源であるエンジン10が収容されている。このエンジン10は、例えばディーゼルエンジンにより構成することができるが、エンジンの形式は限定されない。また、駆動源としては、エンジンに加えて、又はこれに代えて、電動モータが用いられても良い。

0030

ボンネット9の後方には、オペレータが搭乗するためのキャビン11が配置されている。このキャビン11の内部には、オペレータが操向操作するためのステアリングハンドル(操向部)12と、オペレータが座ることが可能な座席13と、トラクタ1に各種の指示を与えるために操作される様々な操作装置と、が設けられている。ただし、作業車両は、キャビン11付きのものに限定されず、キャビン11が省略されてもよい。

0031

上記の操作装置としては、図2に示すモニタ装置14、スロットルレバー15、PTOスイッチ17、PTO変速レバー18、主変速レバー27、作業機昇降スイッチ28、リバーサレバー(切換部)29等を例として挙げることができる。これらの操作装置は、座席13に座るオペレータが操作できる位置に配置されている。

0032

エンジン10に関して、オペレータは、スロットルレバー15を操作することにより、エンジン10の回転速度を指示することができる。

0033

機体2の走行に関して、オペレータは、主変速レバー27を操作することにより、機体2の走行速度を指示することができる。また、オペレータは、リバーサレバー29を操作することにより、機体2の進行方向を前進/後進で切り換えることができる。

0034

作業機3に関して、オペレータは、PTOスイッチ17を操作することにより、PTO軸への動力の伝達/遮断を切り換えることができる。また、オペレータは、PTO変速レバー18を操作することにより、PTO軸の回転速度を指示することができる。作業機昇降スイッチ28は、主変速レバー27に設けられた上下操作可能な電気スイッチとして構成されている。オペレータは、作業機昇降スイッチ28を操作することにより、作業機3を下降させて耕耘作業を開始させたり、上昇させて耕耘作業を終了させたりすることができる。

0035

モニタ装置14は、トラクタ1に関する様々な情報を表示する。また、オペレータはモニタ装置14を操作することにより、トラクタ1に対して様々な指示を行うことができる。

0036

図1に示すように、機体2の下部には、トラクタ1のシャーシ20が設けられている。このシャーシ20は、機体フレーム21、トランスミッション22、フロントアクスル23、及びリアアクスル24等から構成されている。

0037

機体フレーム21は、トラクタ1の前部における支持部材である。機体フレーム21は、エンジン10を支持する。トランスミッション22は、エンジン10からの動力を変化させてフロントアクスル23及びリアアクスル24に伝達する。フロントアクスル23は、トランスミッション22から入力された動力を前輪7に伝達する。リアアクスル24は、トランスミッション22から入力された動力を後輪8に伝達する。

0038

作業機3としてのロータリ耕耘機は、ロータリ31と、ロータリカバー32と、リアカバー(カバー)33と、を備える。

0039

ロータリ31は、図1に示すように、爪軸25と、耕耘爪26と、を備える。爪軸25は、左右水平方向に配置され、回転可能に支持されている。耕耘爪26は、爪軸25に固定され、爪軸25と一体的に回転する。前述のPTO軸の動力が図略の動力伝達機構によって爪軸25に伝達されることで、ロータリ31が回転し、耕耘爪26によって地面を耕耘することができる。

0040

ロータリカバー32は、円弧板状に形成されており、ロータリ31の上方を覆うように配置されている。

0041

リアカバー33は、円弧板状に形成されており、ロータリ31の後方を覆うように配置されている。リアカバー33の上端部は、水平に配置されたヒンジ軸を介して、ロータリカバー32の後端部に回転可能に連結されている。リアカバー33には、上方に延びるブラケット34が固定されている。

0042

ロータリカバー32とリアカバー33とを繋ぐように、連結ロッド35が配置されている。連結ロッド35は直線状に細長い部材として構成されている。リアカバー33のブラケット34には、回転部材36が左右水平方向の軸を中心として回転可能に支持されている。回転部材36には、その回転軸と垂直な向きに図略の貫通孔が形成されており、この貫通孔に連結ロッド35が差し込まれている。連結ロッド35は、回転部材36に対して、連結ロッド35の長手方向にスライド可能となっている。

0043

連結ロッド35の前端部は、ロータリカバー32の適宜の位置に回転可能に支持されている。連結ロッド35の後端部には、ストッパ37が形成されている。

0044

リアカバー33は均平板として機能し、その自重によって下面を圃場面に接触させる。ただし、連結ロッド35には、リアカバー33が土を上から押さえ付ける力を発生させるバネ38が配置されており、リアカバー33の自重に加えてバネ力によって土を強く押さえることもできる。リアカバー33は、圃場面の高さに応じて回転変位しながら、ロータリ31によって耕耘された土を平らにならすことができる。

0045

以上の構成で、リアカバー33がロータリカバー32に対して下方へ回転するのに従って、リアカバー33に連結されている回転部材36が、連結ロッド35に沿って後方へ移動する。やがて、回転部材36がストッパ37に接触することで、リアカバー33の回転可能な角度範囲下端が規定される。

0046

回転部材36の近傍において、ブラケット34にはリアカバーロックアクチュエータ45が取り付けられている。このリアカバーロックアクチュエータ45は例えば電動シリンダによって構成されており、適宜の部材によって連結ロッド35を両側から挟み込むことによって、連結ロッド35のスライド移動を阻止する。これにより、リアカバー33が回転しないようにロックすることができる。

0047

ブラケット34、連結ロッド35、回転部材36、バネ38、及びリアカバーロックアクチュエータ45は、図2に示すように左右1対で配置されている。

0048

次に、図3を参照して、トラクタ1の電気的構成を説明する。図3は、トラクタ1の電気的な構成を示すブロック図である。図4は、トラクタの位置が圃場コーナー近傍であるか否かを判定するための判定領域と、判定結果に応じた制御の切換を説明する図である。

0049

図3に示すように、トラクタ1は、後進検出スイッチ(後進検出部)56と、切れ角センサ(切れ角検出部、旋回検出部)57と、を備える。後進検出スイッチ56及び切れ角センサ57は、何れも後述の制御部4に電気的に接続されている。

0050

後進検出スイッチ56は、前述のリバーサレバー29に取り付けられている。後進検出スイッチ56は、リバーサレバー29の後進側への操作を検出することができる。

0051

切れ角センサ57は、例えばポテンショメータとして構成されており、前輪7,7に設けられた図示しないキングピンに備えられている。ただし、切れ角センサ57を例えばステアリングハンドル12に備える構成としてもよい。

0052

トラクタ1は、図3に示すように、昇降アクチュエータ41と、変速装置42と、ガバナ装置43と、を備える。作業機3は、リアカバーロックアクチュエータ45を備える。昇降アクチュエータ41、変速装置42、ガバナ装置43、及びリアカバーロックアクチュエータ45は、何れもトラクタ1の制御部4に電気的に接続されている。

0053

昇降アクチュエータ41は、例えば作業機3を機体2に連結している公知の3点リンク機構を動作させることにより、作業機3を上昇及び下降させることができる。昇降アクチュエータ41を制御部4で制御して作業機3を適宜に昇降動作させることにより、所望の高さで作業機3により農作業を行うことができる。

0054

本実施形態において、作業機3はロータリ耕耘装置として構成されている。従って、ロータリ31が圃場面に接触するように昇降アクチュエータ41によって作業機3を下降させると、作業機3の高さに応じた深さでの耕耘作業が行われる。一方で、ロータリ31が圃場面に接触しなくなるように昇降アクチュエータ41によって作業機3を上昇させると、耕耘作業が行われなくなる。

0055

変速装置42は、具体的には例えば可動斜板式の油圧式無段変速装置であり、トランスミッション22に備えられている。変速装置42を制御部4により制御して図略の前記斜板の角度を適宜に調整することにより、トランスミッション22の変速比を所望の変速比にすることができる。

0056

ガバナ装置43は、エンジン10の回転数を調整するものである。ガバナ装置43を制御部4により制御して、燃料噴射弁燃料噴射量を制御する図略のコントロールラックの位置を適宜に調整することにより、エンジン10の回転数を所望の回転数にすることができる。

0057

リアカバーロックアクチュエータ45は、上述のように作業機3に取り付けられている。リアカバーロックアクチュエータ45を制御部4で制御することにより、リアカバー33を回転不能にロックする状態と、ロックを解除する状態と、の間で切り換えることができる。

0058

トラクタ1は更に、測位アンテナ6と、位置情報取得部(測位部)51と、を備える。

0059

測位アンテナ6は、GNSS衛星から送信された電波測位信号)を受信することができる。測位アンテナ6は、図1に示すように、トラクタ1のキャビン11の上面に配置されている。測位アンテナ6で受信された測位信号は、図3に示す位置情報取得部51に入力される。

0060

位置情報取得部51は、公知のコンピュータ(GNSS受信モジュール)として構成されている。位置情報取得部51は、トラクタ1の機体2(厳密には、測位アンテナ6)の位置情報を、公知の測位計算により取得する。位置情報の形式は任意であるが、例えば、緯度及び経度を含んだものとすることができる。位置情報取得部51で得られた位置情報は、制御部4に入力される。

0061

本実施形態では、公知のGNSS−RTK法を利用することにより、測位アンテナ6の位置を高精度で取得する構成となっている。ただし、他の方法でGNSS測位を行っても良い。

0062

トラクタ1は、電子制御ユニット(ECU)として構成された制御部4を備える。この制御部4は、後進時上昇制御部71と、旋回時上昇制御部(作業機上昇制御部)72と、車速変更制御部(速度変更部)73と、エンジン回転数変更制御部(エンジン回転数変更部)74と、リアカバーロック制御部(カバーロック制御部)75と、を備える。

0063

具体的には、制御部4は公知のコンピュータとして構成されており、CPU、RAM、揮発性メモリ等を備える。揮発性メモリには、本発明の制御を実現するためのプログラムが記憶されている。上記のハードウェアソフトウェア協働により、制御部4を、後進時上昇制御部71、旋回時上昇制御部72、車速変更制御部73、エンジン回転数変更制御部74、リアカバーロック制御部75として機能させることができる。

0064

後進時上昇制御部71は、リバーサレバー29の後進操作が後進検出スイッチ56によって検出されると、オペレータが予め設定した所定の上げ位置まで作業機3が上昇するように昇降アクチュエータ41を制御する。

0065

旋回時上昇制御部72は、切れ角センサ57によって検出した前輪7の切れ角が所定以上である場合は、オペレータが予め設定した所定の上げ位置まで作業機3が上昇するように昇降アクチュエータ41を制御する。

0066

車速変更制御部73は、後進時上昇制御部71が作業機3を上昇させる条件が成立している場合、又は、旋回時上昇制御部72が作業機3を上昇させる条件が成立している場合は、機体2の車速が、オペレータが予め設定した車速まで減少するように、変速装置42を制御する。

0067

エンジン回転数変更制御部74は、後進時上昇制御部71が作業機3を上昇させる条件が成立している場合、又は、旋回時上昇制御部72が作業機3を上昇させる条件が成立している場合は、エンジン10の回転数が、オペレータが予め設定した回転数まで減少するように、ガバナ装置43を制御する。

0068

リアカバーロック制御部75は、所定のタイミングで、上述のリアカバーロックアクチュエータ45を動作させるように制御する。これにより、必要に応じて、リアカバー33がロータリカバー32に対して回転しないようにロックすることができる。

0069

制御部4は更に、圃場コーナー位置記憶部76と、コーナー判定部(判定部)77と、動作変更部78と、を備える。

0070

圃場コーナー位置記憶部76は、オペレータによって設定された圃場コーナーの位置を記憶する。

0071

簡単に説明すると、オペレータは、トラクタ1によって作業を行う圃場の形状を多角形で表したときの各頂点の位置(具体的には、各頂点の緯度及び経度)を、圃場コーナーとして予め制御部4に記憶させることができる。

0072

圃場の多角形のそれぞれの頂点は、例えば、以下のようにして圃場コーナー位置記憶部76に記憶させることができる。即ち、オペレータはトラクタ1を運転して、圃場の境界に沿って1周するように機体2を実際に走行させる。オペレータは、圃場の境界が折れ曲がる点に機体2が到着する毎に、例えばモニタ装置14に対して所定のコーナー登録操作を行う。すると、その地点で測位アンテナ6を用いてGNSS測位が行われ、得られた位置情報が圃場コーナー位置記憶部76に記憶される。

0073

本実施形態では、測位アンテナ6の機体2に対する取付位置が制御部4に予め設定され、上記の頂点の位置を求めるときは、この設定内容に基づいてオフセット計算が適宜行われる。これにより、圃場コーナーの位置を正確に取得することができる。

0074

コーナー判定部77は、圃場コーナー位置記憶部76で記憶されている圃場コーナーの位置に基づいて、当該圃場コーナーの近傍にトラクタ1が位置しているか否かを判定する。

0075

圃場コーナーの近傍にトラクタ1が位置するか否かは、図4に示すように、作業機3の後端部近傍に設定された基準点P1が、圃場コーナーの位置から所定の距離以内の領域に入っているか否かに基づいて判断される。以下の説明では、コーナー判定部77が行う判定の基準とするために圃場に設定される領域を、判定領域と呼ぶことがある。図4には、4つの圃場コーナーのそれぞれについて設定された判定領域が、ハッチングで示されている。

0076

トラクタ1における基準点P1の位置は、機体2における測位アンテナ6の位置とともに、予め制御部4に記憶させておくことができる。これにより、コーナー判定部77は、位置情報取得部51から得られた位置情報に基づいて、基準点P1の位置を簡単な幾何学的計算により得ることができる。

0077

図3の動作変更部78は、圃場コーナーの近傍にトラクタ1が位置しているとコーナー判定部77によって判定された場合に、トラクタ1の動作特性を変更する。具体的には、動作変更部78は、旋回時上昇制御部72、車速変更制御部73、エンジン回転数変更制御部74及びリアカバーロック制御部75による制御の有効/無効を、コーナー判定部77の判定結果に応じて切り換える。これにより、圃場コーナーの近傍におけるトラクタ1の動作を変更することができる。

0078

次に、本実施形態のトラクタ1を用いた耕耘作業について、図5から図8までを参照しながら説明する。図5及び図6には、トラクタ1により圃場を耕耘する様子が順を追って模式的に示されている。

0079

例えば図5(a)に示す矩形の圃場の全体をトラクタ1によって耕耘する場合、往復耕の工程と、周回耕の工程と、を組み合わせることが良く行われる。往復耕の領域は、通常、矩形である。往復耕の領域は、圃場の境界を、作業機3の作業幅の整数倍(例えば、3倍)だけ内側にオフセットした中央側の領域に設定される。周回耕の領域は、往復耕以外の領域に設定される。周回耕の領域には、枕地が含まれる。

0080

図5(a)には、往復耕の様子が示されている。耕耘作業が開始されると、トラクタ1は、作業機3を上げた状態で所定の出入口から圃場に入り、往復耕のスタート位置まで走行する。往復耕は、トラクタ1が作業機3を下げて耕耘しながら領域の端から端まで直線経路に従って走行する工程と、トラクタ1が作業機3を上げて枕地旋回走行を行って隣の直線経路に移動する工程と、を交互に繰り返すことにより実現される。図5以降では、トラクタ1の走行に伴う前述の基準点P1の移動軌跡のうち、作業機3を下げた状態での軌跡実線で、上げた状態での軌跡が破線で、それぞれ示されている。

0081

図5(a)の往復耕において、トラクタ1の動作は、旋回時上昇制御部72、車速変更制御部73及びエンジン回転数変更制御部74によって制御される。

0082

具体的に説明すると、旋回時上昇制御部72は、切れ角センサ57が検出する前輪7の切れ角を監視する。旋回時上昇制御部72は、検出した切れ角が所定以上である場合は、作業機3の位置が所定の上げ位置となるように昇降アクチュエータ41を制御する。また、作業機3の上昇に連動して、機体2の車速が旋回時上昇制御部72によって減少するとともに、エンジン10の回転数が車速変更制御部73によって減少する。

0083

これらの制御により、往復耕のうち直線経路に沿って走行する工程では、所望の車速、エンジン回転数及び耕耘深さで、作業機3による耕耘が行われる。一方で、枕地旋回の工程では、オペレータがステアリングハンドル12を操作して旋回するだけで、作業機3が自動的に上昇するとともに、車速及びエンジン回転数が減少する。枕地旋回が完了し、ステアリングハンドル12を戻して次の直線経路で走行を開始するときに、作業機3の下げ操作を行うことで、作業機3が再び下降し、車速及びエンジン回転数も元に戻る。従って、往復耕におけるオペレータの操作を簡素化することができる。

0084

図5(b)には、周回耕のうち第1周目の作業が示されている。第1周目の周回耕では、トラクタ1は、往復耕の領域の境界に隣接する部分を周回しながら耕耘する。周回耕は、トラクタ1が作業機3を下げて耕耘しながらコーナーからコーナーまで直線経路に従って走行する工程と、コーナーにおいてトラクタ1が作業機3を上げて旋回して向きを変える工程と、を交互に繰り返すことにより実現される。図5(b)の例においてトラクタ1は時計回りで周回しながら耕耘しているが、コーナーにおいてトラクタ1は、右に90°旋回するのではなく、外側にはみ出しながら左に270°旋回することで、当該トラクタ1の向きを変更している。これにより、作業機3によってコーナーを綺麗に耕耘することができる。

0085

図6(c)には、周回耕のうち第2周目の作業が示されている。第2周目の周回耕では、トラクタ1は、圃場の境界に隣接する部分を周回しながら耕耘する。

0086

第2周目は第1周目と異なり、トラクタ1がコーナーで外側にはみ出しながら旋回することができない。従って、図7に示すように、コーナーでは、前進と後進の細かい繰返しを伴う耕耘作業が行われる。以下、図7を参照して、圃場コーナーでの耕耘作業の第1例を具体的に説明する。なお、図7(a)から図7(e)までには、図6(c)において破線で囲った箇所のコーナーをトラクタ1が耕耘する例が示されているが、他のコーナーでの耕耘作業も実質的に同様である。

0087

図7(a)には、作業機3を下げて耕耘しながら直進してコーナーに近づいてきたトラクタ1が示されている。コーナーでは、2つの畔b1,b2がほぼ直角に交わっている。圃場を耕耘している作業機3の作業幅の一端は、畔b1のすぐ近くに合わせられている。トラクタ1は、その前端が畔b2のすぐ近くとなるまで真っ直ぐ前進し、その後停止する。

0088

図7(b)の状態で、トラクタ1は、作業機3を上げて真っ直ぐ少し後進する。その後、トラクタ1は、作業機3を上げたまま、コーナーに従って前進旋回する。旋回が完了してトラクタ1の向きが変わった状態で、作業機3の作業幅の端部は、畔b2のすぐ近くに合わせられている。その後、トラクタ1は、真っ直ぐ少し前進して停止する。

0089

図7(c)の状態で、トラクタ1は、作業機3を上げたままS字を描くように少し旋回しながら後進して、作業機3の後端が畔b1のすぐ近くとなるように合わせた状態で停止する。このとき、作業機3の作業幅の端部を、図7(b)に示す状態までに作業機3が耕耘した部分と未耕部分との境界に概ね合わせるようにする。その後、トラクタ1は、作業機3を下げて耕耘を開始し、S字を描くように少し旋回しながら前進し、停止する。この状態で、作業機3の作業幅の端部は、畔b2のすぐ近くに合わせられている。

0090

図7(d)の状態で、トラクタ1は、作業機3を上げて真っ直ぐ後進して、作業機3の後端が畔b1のすぐ近くとなるように合わせる。その後、トラクタ1は、作業機3を下げて耕耘を開始し、図7(e)に示すように真っ直ぐ前進しながら次のコーナーへ向かう。これにより、コーナーのぎりぎりまで耕耘することができる。

0091

図7(b)、図7(c)、及び図7(d)に示す状況で、仮に作業機3を下げた状態で後進すると、リアカバー33が圃場の土に食い込んで土圧で破損してしまうおそれがある。この点、本実施形態では、トラクタ1が後進するときは後進時上昇制御部71の制御が行われて、(作業機3が下降しているときは)作業機3が自動的に上昇する。これにより、後進時の作業機3の下げ忘れを防止することができる。ただし、このとき、作業機3の上昇に連動して仮に車速変更制御部73及びエンジン回転数変更制御部74による制御が行われて、車速及びエンジン回転数が減少すると、後進のために長い時間が掛かるため、オペレータは煩わしく感じる。

0092

また、図7(c)で、トラクタ1が作業機3を下げて前進しつつ少し旋回しながら耕耘を行うときに、旋回に伴って仮に(往復耕の場合と同様に)旋回時上昇制御部72の制御が行われて作業機3が上昇してしまうと、耕耘ができなくなってしまう。また、作業機3の上昇に連動して車速変更制御部73及びエンジン回転数変更制御部74による制御が行われて、車速及びエンジン回転数が減少すると、オペレータは煩わしく感じる。

0093

この点、本実施形態においては、トラクタ1の位置が圃場コーナーの近傍にあるときは、動作変更部78が、旋回時上昇制御部72、車速変更制御部73及びエンジン回転数変更制御部74の動作を阻止(無効化)している。これにより、圃場コーナーにおいて行われる前進旋回耕耘時の作業機3の上昇を防止できるとともに、素早い走行を実現でき、作業を円滑に行うことができる。

0094

更に、動作変更部78は、トラクタ1の位置が圃場コーナーの近傍にあるときにのみ、リアカバーロック制御部75による制御を許容(有効化)している。従って、図7(c)及び図7(d)で、トラクタ1が圃場コーナーの近傍で作業機3を下げて前進して耕耘を開始するのに連動して、制御部4のリアカバーロック制御部75はリアカバーロックアクチュエータ45を動作させ、リアカバー33をロックする。これにより、土が溜まって圃場面が高くなり易い圃場コーナーからリアカバー33によって土を多く持ち出すことができるので、土の偏在を是正することができる。

0095

リアカバーロック制御部75による制御は、圃場コーナーの近傍からトラクタ1が外れると、動作変更部78によって阻止(無効化)される。従って、図7(e)のようにトラクタ1が直進して圃場コーナーから離れていくと、やがてリアカバー33のロックが解除され、回転が可能な状態となる。

0096

図6(d)には、周回耕のうち第3周目の作業が示されている。第2周目の周回耕では、トラクタ1は、第1周目と第3周目の間の部分を周回しながら耕耘する。第3周目の各コーナーにおいても、図8に示すように、第2周目と実質的に同様の操作が行われる。また、圃場コーナーの近傍では、動作変更部78が、旋回時上昇制御部72、車速変更制御部73及びエンジン回転数変更制御部74による制御を阻止する一方、リアカバーロック制御部75による制御を許容するように切り換える。

0097

3回の周回によって周回耕が完了した後、トラクタ1は、図6(d)に示すように出入口から圃場外へ出る。

0098

このように、本実施形態によれば、周回耕における圃場コーナーの近傍におけるトラクタ1の動作を、自動的に、往復耕の枕地旋回時とは異なる動作とすることができる。従って、コーナーでの耕耘作業における良好な仕上がりと作業効率を実現することができる。

0099

以上に説明したように、本実施形態のトラクタ1は、位置情報取得部51と、コーナー判定部77と、動作変更部78と、を備える。位置情報取得部51は、トラクタ1の位置を測位する。コーナー判定部77は、位置情報取得部51による測位情報に基づいて、圃場のコーナー近傍にトラクタ1が位置するか否かを判定する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外に位置するとコーナー判定部77によって判定された第1の場合と、トラクタ1がコーナー近傍に位置するとコーナー判定部77によって判定された第2の場合とで、与えられた指示に伴うトラクタ1の動作が異なるように変更する。

0100

これにより、圃場のコーナー近傍とそれ以外とで、トラクタ1に求められる互いに異なる動作を、煩雑な操作を必要とすることなく自動的に切り換えて行わせることができる。

0101

また、本実施形態のトラクタ1は、リバーサレバー29と、車速変更制御部73と、を備える。リバーサレバー29は、トラクタ1の前後進を切り換える。車速変更制御部73は、リバーサレバー29による前後進の切換に伴って、後進時は前進時よりも低速となるようにトラクタ1の速度を変更する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外にある場合には、車速変更制御部73による速度の変更を許容する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍にある場合には、車速変更制御部73による速度の変更を阻止する。

0102

これにより、後進時には機体2の車速が自動的に減少する制御によって、ゆとりを持って後進を行うことができる。一方で、圃場のコーナー近傍で後進するときは、後進を比較的高速で行うことができ、作業効率を高めることができる。

0103

また、本実施形態のトラクタ1は、ステアリングハンドル12と、車速変更制御部73と、を備える。ステアリングハンドル12は、トラクタ1の操向を行う。車速変更制御部73は、ステアリングハンドル12による操向に伴って、旋回時は直進時よりも低速となるようにトラクタ1の速度を変更する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外にある場合には、車速変更制御部73による速度の変更を許容する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍にある場合には、車速変更制御部73による速度の変更を阻止する。

0104

これにより、通常の枕地旋回では機体2の車速が自動的に減少する制御によって、急旋回時でも機体2の安定性を確保でき、オペレータの安心感を高めることができる。一方で、圃場のコーナー近傍で少しの旋回を伴って作業機3で作業しようとするときは、機体2を比較的高速で前進させることができ、作業効率を高めることができる。

0105

また、本実施形態のトラクタ1は、リバーサレバー29と、エンジン回転数変更制御部74と、を備える。リバーサレバー29は、トラクタ1の前後進を切り換える。エンジン回転数変更制御部74は、リバーサレバー29による前後進の切換に伴って、トラクタ1が備えるエンジン10の回転数を、後進時は前進時よりも回転数が小さくなるように変更する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外にある場合には、エンジン回転数変更制御部74によるエンジン回転数の変更を許容する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍にある場合には、エンジン回転数変更制御部74によるエンジン回転数の変更を阻止する。

0106

これにより、後進時にはエンジン回転数が自動的に減少する制御によって、燃費を抑制することができる。一方で、圃場のコーナー近傍で機体2が後進するときは、エンジン回転数を比較的高回転とすることができるので、長距離の後進も素早く行うことができ、作業効率を高めることができる。

0107

また、本実施形態のトラクタ1は、ステアリングハンドル12と、エンジン回転数変更制御部74と、を備える。ステアリングハンドル12は、トラクタ1の操向を行う。エンジン回転数変更制御部74は、ステアリングハンドル12による操向に伴って、トラクタ1が備えるエンジン10の回転数を、旋回時は直進時よりも回転数が小さくなるように変更する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外にある場合には、エンジン回転数変更制御部74によるエンジン回転数の変更を許容する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍にある場合には、エンジン回転数変更制御部74によるエンジン回転数の変更を阻止する。

0108

これにより、通常の枕地旋回ではエンジン回転数が自動的に減少する制御によって、燃費を抑制することができる。一方で、圃場のコーナー近傍で機体2を前進旋回させながら作業機3で作業しようとするときは、エンジン回転数を比較的高回転とすることができるので、作業効率を高めることができる。

0109

また、本実施形態のトラクタ1は、ステアリングハンドル12と、旋回時上昇制御部72と、を備える。ステアリングハンドル12は、トラクタ1の操向を行う。旋回時上昇制御部72は、ステアリングハンドル12による操向に伴って、トラクタ1に接続されている作業機3を旋回時に上昇させる。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外にある場合には、旋回時上昇制御部72による作業機3の上昇制御を許容する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍にある場合には、旋回時上昇制御部72による作業機3の上昇制御を阻止する。

0110

これにより、通常の枕地旋回では作業機3が自動的に上昇する制御によって、オペレータの操作を簡素化できる。一方で、圃場のコーナー近傍で機体2を前進旋回させながら作業機3で作業しようとするときに、作業機3が自動的に上昇して作業ができなくなってしまうことを防止できる。

0111

また、本実施形態のトラクタ1は、トラクタ1に接続されている作業機3が備える、圃場面の高さに応じて変位するリアカバー33を、変位しないようにロックするリアカバーロック制御部75を備える。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍以外にある場合には、リアカバーロック制御部75によるリアカバー33のロック制御を阻止する。動作変更部78は、トラクタ1がコーナー近傍にある場合には、リアカバーロック制御部75によるリアカバー33のロック制御を許容する。

0112

これにより、圃場のコーナー近傍に土が溜まり、圃場の中央と比べて盛り上がっているのを、作業機3のリアカバー33をロックしながら作業することによって容易に是正することができる。また、トラクタ1がコーナー近傍にあるか否かでリアカバー33のロック/ロック解除が自動的に切り換えられるので、オペレータの利便性を高めることができる。

0113

次に、図9及び図10を参照して、圃場コーナーでの耕耘作業の第2例を説明する。耕耘作業の第2例は、図7及び図8に示す第1例と一部を除いて同一であるため、以下では第1例と異なる部分を中心に説明する。

0114

この第2例では、図9に示すように、周回耕の第2周目において、第1例の図7(c)に相当する工程が省略される。従って、第2周目を完了した段階では、未耕耘の部分が残される。一方で、第3周目においては、図10(d)に示す工程で、作業機3の後端が畔b1のすぐ近くに合うまでトラクタ1を真っ直ぐ後進させる。その後、作業機3を下げてトラクタ1を真っ直ぐ前進させることにより、第2周目での未耕耘部分を含めて一度に耕耘することができる。

0115

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

0116

上記の実施形態において、コーナー判定部77は、図4に示すように、圃場コーナーから基準点P1までの距離が所定距離以下であるか否かに基づいて、トラクタ1が圃場コーナーの近傍に位置するか否かを判定している。しかしながら、判定基準は上記に限定されない。例えば、図11に示すような矩形でない圃場(異形の圃場)においては、コーナー判定部77は、圃場コーナーを挟む2辺のそれぞれに平行な所定の長さの辺を有する平行四辺形の領域(判定領域)に、前記基準点P1が入っているか否かを基準とすることができる。

0117

異形の圃場においては、圃場コーナーの耕耘がより困難である。従って、判定領域は、矩形の圃場の場合と比較して大きく定めることが好ましい。

0118

矩形圃場においても、判定領域は四半円とすることに限定されず、例えばL字状の領域とすることができる。

0119

基準点P1の位置は、トラクタ1に接続される作業機3の後端の位置に限定されない。例えば、基準点P1の位置を、測位アンテナ6と一致するように定めることもできる。

0120

動作変更部78は、トラクタ1が圃場コーナーの近傍にあるときに、車速変更制御部73による制御を阻止する代わりに、車速変更制御部73が車速を減少させる度合いを小さくしても良い。同様に、動作変更部78は、トラクタ1が圃場コーナーの近傍にあるときに、エンジン回転数変更制御部74による制御を阻止する代わりに、エンジン回転数変更制御部74がエンジン回転数を減少させる度合いを小さくしても良い。

0121

周回耕の方法は、上記の第1例及び第2例以外にも、様々な方法で行うことができる。

0122

車速変更制御部73を省略しても良い。この場合でも、エンジン回転数変更制御部74が後進時/旋回時にエンジン回転数を減少させることで、機体2の車速を自然に減少させることができる。

0123

リアカバーロックアクチュエータ45及びリアカバーロック制御部75は、省略することもできる。

0124

オペレータがトラクタ1に搭乗しない状態で走行及び作業を行うモード(自律走行モード)に切換可能な構成に変更しても良い。この場合、図5及び図6に示す耕耘作業の全部又は一部を自律走行モードにより行うことができる。

0125

作業機3としてロータリ耕耘機を装着する場合以外の場合でも、動作変更部78による動作の変更が行われて良い。

0126

本発明は、トラクタ1以外の作業車両にも広く適用することができる。

0127

1トラクタ(作業車両)
3作業機
10エンジン
12ステアリングハンドル(操向部)
29リバーサレバー(切換部)
33リアカバー(カバー)
51位置情報取得部(測位部)
72旋回時上昇制御部(作業機上昇制御部)
73車速変更制御部(速度変更部)
74エンジン回転数変更制御部(エンジン回転数変更部)
75 リアカバーロック制御部(カバーロック制御部)
77コーナー判定部(判定部)
78動作変更部

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