JP7151659B2 - 走行作業機 - Google Patents

Description

本発明は、圃場を往復走行しながら農作業を行う走行作業機で、作業者が搭乗して操縦操作したり自動的に設定された目標走行経路を自動操舵で走行したりする走行作業機に関する。

圃場で使用する走行作業機の自動操舵システムとして、特許文献１や特許文献２に記載された技術が知られている。

これらの走行作業機は、測位ユニットで圃場における機体位置を検出し、直進走行と旋回走行を繰り返しながら圃場内を往復走行することによって隈なく作業するようにしている。

特許第４６３８９９８号公報 特許第６３２０２１２号公報

走行作業機が苗移植機の場合には、線引きマーカを機体側方に張り出して圃場面に溝軌跡を描き、その溝軌跡を旋回後の移植走行の目標走行線としているが、畔近くを走行して移植する場合には作業者が気付かずに線引きマーカが畔に近づき過ぎて接触し破損する恐れがある。

本発明は、機体の側部に線引きマーカを張出・収納可能に設け、該線引きマーカが描いた溝軌跡を追走して農作業を行う苗移植機において、圃場の畔近くを走行する場合に線引きマーカが畔に当って損傷しないようにすることを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

第１の本発明は、
制御装置（１００）で自動的に操縦可能にした機体の側部左右に線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）を側方への張出と上昇収納に切換可能に設けた走行作業機において、
前記線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）の張出した際のその前方を照射するセンサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）を設け、該センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）で、張出し中の方の前記線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）の先端付近の前方に障害物を検出すると、前記制御装置（１００）が線引きマーカ昇降モータ（８７）を駆動して前記張出し中の方の線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）を上昇収納させ、
自律走行モードにおいては、走行作業機は、圃場Ｆにおいて、予定走行経路に沿って自動直進モードおよび自動旋回動作モードを繰り返しながら作業を自動で行い、
自動直進モードで進行してきた走行作業機は、予め設定された所望の旋回開始位置Ｐ１に近づいた位置で操縦者により操作具４８が操作されると、自動旋回を開始し、
前記旋回開始位置Ｐ１は、今回の直進走行時における植付工程よりも１つ前の植付工程である前工程における直進走行距離に基づいて、前記旋回開始位置Ｐ１を判定し、
位置取得装置１５０によって、走行作業機の現在位置から旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄ以下である場合に、旋回開始位置Ｐ１に近づいたと判定する、ことを特徴とする走行作業機である。
第２の本発明は、
前記左右線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）は片側だけを張り出させると共にその張出側の前記センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）のみが前記照射作動することを特徴とする第１の本発明の走行作業機である。
第３の本発明は、
前記センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）は、移植作業時のみ作動することを特徴とする第１或いは２の何れかの本発明の走行作業機である。
第４の本発明は、
ハンドル（３５）を立設するハンドルポスト（３４）の外装壁（９６）の、操縦席（４１）側に液体容器（９８）の底部を受ける受部（９６ａ）と、前記液体容器（９８）の上部を前記外装壁（９６）側に引き寄せる容器挟み（９７）を設けたことを特徴とする第１乃至３の何れかの本発明の走行作業機である。
第５の本発明は、
前記受部（９６ａ）は前記液体容器（９８）の底部凹みを受ける突出部で構成され、前記外装壁の面に前記液体容器（９８）の外周を嵌める凹み部（９６ｂ）を形成したことを特徴とする第４の本発明の走行作業機である。
本発明に関連する第１の発明は、制御装置（１００）で自動的に操縦可能にした機体の側部左右に線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）を側方への張出と上昇収納に切換可能に設けた走行作業機において、前記線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）の張出した際のその前方を照射するセンサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）を設け、該センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）で、張出し中の方の前記線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）の先端付近の前方に障害物を検出すると、前記制御装置（１００）が線引きマーカ昇降モータ（８７）を駆動して前記張出し中の方の線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）を上昇収納させることを特徴とする走行作業機とする。

本発明に関連する第２の発明は、前記左右線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）は片側だけを張り出させると共にその張出側の前記センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）のみが前記照射作動することを特徴とする本発明に関連する第１の発明の走行作業機とする。

本発明に関連する第３の発明は、前記センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）は、移植作業時のみ作動することを特徴とする本発明に関連する第１或いは２の何れかの発明の走行作業機とする。

本発明に関連する第４の発明は、ハンドル（３５）を立設するハンドルポスト（３４）の外装壁（９６）の、操縦席（４１）側に液体容器（９８）の底部を受ける受部（９６ａ）と、前記液体容器（９８）の上部を前記外装壁（９６）側に引き寄せる容器挟み（９７）を設けたことを特徴とする本発明に関連する第１乃至３の何れかの発明の走行作業機とする。

本発明に関連する第５の発明は、前記受部（９６ａ）は前記液体容器（９８）の底部凹みを受ける突出部で構成され、前記外装壁の面に前記液体容器（９８）の外周を嵌める凹み部（９６ｂ）を形成したことを特徴とする本発明に関連する第４の発明の走行作業機とする。

本発明によって、畔近くの移植走行で線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒが畔などの障害物に当たる怖れがあると線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒが上昇収納して破損することを防いで安全に移植作業を続けられる。
さらに、たとえば、圃場の中央付近などの旋回開始位置Ｐ１以外で自動旋回スイッチ４８が操作（すなわち、誤操作）されても旋回動作モードを実行しないことで、誤操作を防止することができる。
本発明に関連する第１の発明で、制御装置１００で自動操縦する機体の左右に設ける線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒは、移植作業時に機体の側方へ張り出して溝軌跡を描くが、線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒの張出方向をセンサ９３Ｌ，９３Ｒで監視し、線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒの先端付近に障害物を検出すると制御装置１００が線引きマーカ昇降モータ８７を駆動して線引きマーカ６５を上昇収納するので、畔近くの移植走行で線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒが畔などの障害物に当たる怖れがあると線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒが上昇収納して破損することを防いで安全に移植作業を続けられる。

本発明に関連する第２の発明で、本発明に関連する第1の発明の効果に加えて、線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒを張り出した側のセンサ９３Ｌ，９３Ｒが照射してその障害物検出データのみを制御装置１００に入力するので、制御プログラムが簡略になり、制御処理が早くなる。

本発明に関連する第３の発明で、本発明に関連する第１或いは２の何れかの発明の効果に加えて、センサ９３Ｌ，９３Ｒは植付クラッチ２７ａが入りで苗植付部４が接地で線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒが側方張出時すなわち移植作業時のみに作動するので、移植作業以外でセンサ９３Ｌ，９３Ｒが誤作動して線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒを昇降することが無いので、誤作動による危険な状態が生じない。

本発明に関連する第４の発明で、本発明に関連する第１乃至３の何れかの発明の効果に加えて、走行作業機の操縦席４１に座った作業者は、エンジンから離れたハンドルポスト３４の外装壁９６に設ける受部９６ａと容器挟み９７にペットボトル等の液体容器９８を保持して適宜に熱くならない飲料水で給水できる。

本発明に関連する第５の発明で、本発明に関連する第４の発明の効果に加えて、液体容器９８が受部９６ａと凹み部９６ｂと容器挟み９７で確実に保持されて作業中に落下することが無い。

本発明の実施の形態における走行作業機の一例を示す側面図である。 同走行作業機の一例を示す平面図である。 同走行作業機の制御装置を中心とした制御系を示すブロック図である。 同走行作業機の圃場における自律走行の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る自動旋回制御の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る自動旋回制御の処理手順を示すフローチャートである。 同自動旋回制御を開始する制御の処理手順を示すフローチャートである。 同自動旋回制御における第１旋回動作モードから第２旋回動作モードに移行する制御の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるハンドルポストの拡大右側面図である。 同ハンドルポストの部分拡大右側断面図である。

以下、添付図面を参照して本願の開示する走行作業機の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
＜走行作業機の概要＞
まず、図１および図２を参照して実施形態に係る走行作業機の概要について説明する。以下の説明では、前後方向とは、走行作業機の直進時における進行方向であり、進行方向の前方側を「前」、後方側を「後」と規定する。走行作業機の進行方向とは、直進時において、操縦席４１からハンドル３５に向かう方向である（図１および図２参照）。

左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向であり、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、操縦者（作業者ともいう）が操縦席４１に座って前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。

上下方向とは、鉛直方向である。前後方向、左右方向および上下方向は互いに直交する。各方向は説明の便宜上定義したものであり、これらの方向によって本発明が限定されるものではない。また、以下の説明では、走行作業機の本体を指して「機体」という場合がある。

以下では、走行作業機として、走行車体２の後側に昇降リンク機構３を介して昇降可能に苗植付部４を備えて圃場に苗を受け付ける乗用型の苗移植機１として説明するが、種子を供給する播種装置を備えた乗用型の播種機でも良い。

走行車体２は、駆動輪である左右の前輪１０および後輪１１を備える四輪駆動車両である。走行車体２の車体骨格を構成するメインフレーム１５の前側には、苗植付部４などに駆動力を伝達するミッションケース１３と、エンジン３０から供給される駆動力、すなわち、エンジン３０で発生した回転をミッションケース１３に出力する油圧式の無段変速装置１４（主変速機構）とが設けられる。

無段変速装置１４は、いわゆるＨＳＴ（Hydro Static Transmission）と呼ばれる静油圧式の無段変速機である。

ミッションケース１３内には、高速モードでの路上走行時や、低速モードでの苗の植え付け時などにおける走行車体２の走行モードを切り替える副変速機構１６が設けられる。ミッションケース１３の左右側方には、前輪ファイナルケース１０ａが設けられ、左右の前輪ファイナルケース１０ａの操向方向を変更可能な前輪支持部からそれぞれ外向きに突出する左右の前車軸１０ｂに前輪１０が取り付けられる。

また、メインフレーム１５の後部側には、機体横方向に設けられた後部フレーム２２（図２参照）の左右両側に後輪ギアケース１１ａが取付けられ、後輪ギアケース１１ａからそれぞれ外向きに突出する左右の後車軸１１ｂに後輪１１（走行車輪）がそれぞれ取り付けられる。

また、後部フレーム２２の上部には、昇降リンク機構３を支持する左右のリンク支持フレーム２３が上方に向けて突設される。左右のリンク支持フレーム２３の下部側で、かつ、左右の間には、左右一対のロワリンクアーム２４が設けられる。左右のロワリンクアーム２４の左右の間に、油圧により作動する昇降シリンダ２５（昇降装置）が設けられる。

昇降シリンダ２５の上方には、アッパリンクアーム２６が設けられ、平行リンク機構である昇降リンク機構３が構成される。なお、それぞれ一端が走行車体２側に連結された、左右のロワリンクアーム２４と、昇降シリンダ２５と、アッパリンクアーム２６の他端側とは、苗植付部４の前部に装着される。

また、メインフレーム１５上には、エンジン３０が搭載される。エンジン３０の回転動力が、ベルト伝動装置２１およびＨＳＴ１４を介してミッションケース１３に伝達される。ミッションケース１３に伝達された回転動力は、ミッションケース１３内の副変速機構１６により変速された後、走行動力と外部取り出し動力に分けられる。

また、エンジン３０の回転動力は、図示しない油圧ポンプに伝達される。油圧ポンプで発生した油圧は、ＨＳＴ１４や、ハンドル３５のパワーステアリング機構８８（図３参照）や、昇降シリンダ２５などに供給される。

ミッションケース１３に伝達された回転動力から取り出される外部取り出し動力は、走行車体２の後部に設けられた植付クラッチケース２７に伝達され、植付クラッチケース２７から植付伝動軸６７によって苗植付部４に伝達される。

一方、ミッションケース１３の後部には、左右のドライブシャフト４２が設けられる。エンジン３０からの回転動力は、ミッションケース１３およびドライブシャフト４２を介して左右の後輪ギアケース１１ａに伝動される。

なお、左右のドライブシャフト４２よりも伝動方向上手側には、左右のドライブシャフト４２に対する動力伝達を入切するサイドクラッチ４４（図３参照）が配置される。図１に示すように、操縦席４１の前側下部であり、かつ、左右一側には、左右のサイドクラッチ４４を入切操作するサイドクラッチペダル４３ａが設けられる。

左右のサイドクラッチペダル４３ａのうち、旋回内側のサイドクラッチペダル４３ａを踏み込んでサイドクラッチ４４を切状態にしてからハンドル３５を操作して旋回走行すると、旋回内側の後輪１１の駆動回転を完全に遮断することができる。

これにより、ハンドル３５単独の操作による旋回走行よりも旋回半径を小さくすることができ、圃場条件に適した作業条の作業開始位置を適切に選択可能となって作業精度が向上する。

このように、旋回時に旋回内側の後輪１１への伝動を停止させ、旋回半径を小さくすることができ、旋回前の作業位置と旋回後の作業位置が離れることを防止できるので、旋回後の作業開始位置の調整をやり直す操作が不要になり、作業効率や作業精度が向上する。

なお、実施形態では、後述する自動旋回制御において、ハンドル３５の操作により走行車体２を旋回操作させると、旋回内側に位置するサイドクラッチ４４が切状態になり、旋回内側の後輪１１への伝動を停止させるように構成されている。

走行車体２の前側上部には、各部の操作を行う操縦パネル３８を上部に配置されたボンネット３９が設けられる。操縦パネル３８には、後述する自動旋回制御を行うか否かを切り替える自動旋回スイッチ４８や、モニタ８６（図３参照）などが設けられる。

また、ボンネット３９には、機体を操舵するハンドル３５、ＨＳＴ１４や苗植付部４を操作する変速操作レバー３６、副変速機構１６を操作する副変速操作レバー３７などが設けられる。

また、ボンネット３９の前側には、開閉可能なフロントカバー４０が設けられる。フロントカバー４０の内部には、燃料タンクやバッテリ、ハンドル３５の操舵に左右の前輪１０および左右の前輪ファイナルケース１０ａの下部側を回動させる連動機構が設けられる。

ボンネット３９よりも機体後側で、かつ、エンジン３０の上方位置には、エンジン３０の上部および側部を覆うエンジンカバー３０ａが設けられ、エンジンカバー３０ａの上部には操縦者が着席する操縦席４１が設けられる。

操縦席４１の後側であって、メインフレーム１５の後端側には、施肥装置５が設けられる。施肥装置５の駆動力は、左右の後輪ギアケース１１ａの左右一側から施肥装置５に臨むように設けられる、施肥伝動機構によって伝達される。

ところで、エンジンカバー３０ａおよびボンネット３９の下部における左右両側は、略水平なフロアステップ３３が形成される。フロアステップ３３は、図２に示すように、一部格子状であり、たとえば、フロアステップ３３を歩く操縦者の靴などについた泥が落ちても、落ちた泥などが圃場に落下する。

また、フロアステップ３３の後方には、図２に示すように、リヤステップ３３０が連接される。リヤステップ３３０の表面には、作業時に足が滑りにくくなるように、たとえば、複数の突起パターンが形成された滑り止め加工が施されることが好ましい。

また、走行車体２の前側であり、かつ、左右両側には、苗枠支柱５１に複数の予備苗載せ台５２を上下方向に間隔を空けて配置する予備苗枠５０がそれぞれ設けられ、苗植付部４に補充される苗や肥料袋などの作業資材が載置可能となっている。

また、昇降リンク機構３の後端部には、圃場に植え付ける苗を積載する苗タンク５３が、左右方向に摺動させる摺動機構と共に装着されている。苗タンク５３には、上下方向に長い苗仕切フェンス５４を左右方向に所定間隔を空けてそれぞれ配置される。苗タンク５３の下方には、積載された苗を掻き取って圃場に植え付ける苗植付装置５５が配置される。

苗植付装置５５は、苗仕切フェンス５４により区切られた植付作業条数と同数、すなわち、８条同時に植え付けるものであり、植付伝動ケース５６が苗タンク５３の下方に間隔を空けて４つ配置され、植付伝動ケース５６の左右両側に回転しながら植込杆５８により苗を取って圃場に植え付ける植付ロータリ５７がそれぞれ装着される。

施肥装置５は、肥料が貯留される施肥ホッパ７０が、苗植付部４の作業条数と同数（図２に示す例では、８条分）に仕切られている。なお、８条分の施肥ホッパ７０は、左右方向に長いため肥料の投入や着脱の利便性が低下するので、４条ずつに仕切られたものを左右にそれぞれ並べる、いわゆるサイド施肥構造であってもよい。

施肥ホッパ７０の下部には、肥料を設定量ずつ供給する繰出装置７１が１条ごとに設けられる。繰出装置７１の下方には、肥料を移動させる搬送風が通過する通風ダクト７２が機体の左右方向に設けられる。繰出装置７１の下方には、苗植付部４の苗植付位置の近傍に肥料を案内する施肥ホース７３が設けられる。また、通風ダクト７２の機体の一側端部には、ブロア用電動モータ７６により作動して搬送風を発生するブロア７４が設けられる。

図１および図２に示すように、苗植付部４の下方には、圃場面に接地して滑走するセンターフロート６２Ｃと、左右２つずつのサイドフロート６２Ｌ、６２Ｒとが、軸まわりに回動自在に設けられる。なお、センターフロート６２Ｃおよび左右のサイドフロート６２Ｌ、６２Ｒを総称してフロート６２という場合がある。

また、苗植付部４の下方において、フロート６２よりも機体前側には、圃場面の凹凸を整地する整地ロータ６３が設けられる。など、整地ロータ６３には、左右他側の後輪ギアケース１１ａからロータ伝動シャフト６３ａを介して駆動力が伝達される。

また、図１に示すように、苗植付部４の左右両側には、左右いずれか一方が圃場面に接地して、次の作業条（次工程）における走行の目安とする溝を圃場面に描く線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒがそれぞれ設けられる。左右の線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒは、左右一側が接地すると他側が上方に離間収納し、旋回時に苗植付部４を上昇させたときには左右両側共に上方に離間収納し、旋回後に苗植付部４が下降すると、左右一側が上方に離間収納したままで他側が接地する。

前記施肥ホッパ７０の左右側面に超音波センサ９３Ｌ，９３Ｒを設け、線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒが接地する付近の前方を照射して、畔などの障害物の存在を監視している。超音波センサ９３Ｌ，９３Ｒが畔等の障害物を検出すると、後述する制御装置１００が線引きマーカ昇降モータ８７を駆動して、接地している方の線引きマーカー６５Ｌ、６５Ｒを上方に離間収納する。なお、超音波センサ９３Ｌ，９３Ｒは、左右線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒの接地した側のみに照射して障害物検出を行うことで制御装置１００のデータ処理負荷を軽減している。

また、図１および図２に示すように、ボンネット３９の前方左右中央部には、上下方向に長いセンターマスコット６６が設けられ、このセンターマスコット６６を左右の線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒにより圃場に形成された溝軌跡に合わせて航行することにより、直前の作業条に沿わせた移植走行が可能になり、作業精度の向上や、非作業の発生防止を図ることができる。

なお、圃場の土質によっては、左右の線引きマーカ６５により形成された溝がすぐに埋もれてしまい、走行の目安が消えてしまうことがある。このような場合には、左右の線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒよりも機体前側に設けられた左右のサイドマーカ１９Ｌ，１９Ｒを用いるとよい。すなわち、左右のサイドマーカ１９Ｌ，１９Ｒを機体外側方向に移動させ、植え付けられた苗の上方にサイドマーカ１９を位置させることで、前の作業条の苗の植え付けに沿わせた植付作業が可能になる。

また、図１に示すように、苗移植機１は、位置取得装置１５０を備える。位置取得装置１５０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）やＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などの測位手段から測位情報を受け取り、受け取った測位情報に基づいて機体の現在の位置情報を作成し、取得する。位置取得装置１５０は、たとえば、取付ステー５９に取り付けられ、走行車体２の上方に配置される。

位置取得装置１５０による位置情報に基づいて作成される、直進制御用プログラムと、旋回制御用プログラムとは、互いに別の場所に格納される。直進制御用プログラムは、たとえば、位置取得装置１５０内の直進制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００ａに格納され、旋回制御用プログラムは、たとえば、ボンネット３９に収容された旋回制御用ＥＣＵ１００ｂに格納される。なお、直進制御用ＥＣＵ１００ａおよび旋回制御用ＥＣＵ１００ｂは、後述する制御装置１００（図３参照）に含まれる。

図９、１０は、メインフレーム１５から立設するハンドル３５の支持部を覆うハンドルポスト３４の側面図を示している。ペットボトル等の液体容器９８の底部を受ける受部９６ａと液体容器９８の側面を嵌める凹み部９６ｂを操縦席４１側の外装壁９６に形成し、その上部に平面視がＵ字状で液体容器９８を挟む容器挟み９７を設けている。この容器挟み９７は外装壁９６の内側に設ける圧縮ばね９７ａとピンと座金などで液体容器９８を外装壁９６に引き寄せて保持する。使用するときは、作業者が指でつまみ引き出す。さらに、上記受部９６ａは液体容器９８の底部凹みを受ける突出部で構成されている。そのため突出部で液体容器９８の底面を相対的にグリップするので車体が揺れても安定する。

従って、操縦席４１に座った作業者は、ハンドルポスト３４の外装壁９６に液体容器９８を保持して、適宜に取り外して作業者が飲むことが出来るが、エンジン３０から離れた位置であるので熱くなり難い。
＜走行作業機の制御系＞
次に、図３を参照して苗移植機１の制御系について説明する。図３は、苗移植機１における、制御装置１００を中心とした制御系を示すブロック図である。苗移植機１は、電子制御によって各部を制御することが可能なものであり、各部を制御する制御装置（以下、コントローラという）１００を備える。

コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部、さらには入出力部が設けられ、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る。記憶部には、苗移植機１を制御するコンピュータプログラムなどが格納される。コントローラ１００は、記憶部に格納されたコンピュータプログラムなどを読み出すことで、各機能を発揮させる。

コントローラ１００には、たとえば、アクチュエータ類として、スロットルモータ８０、油圧制御弁８１，８２、植付クラッチ作動ソレノイド８３、サイドクラッチ作動ソレノイド８４、ＨＳＴモータ８５、線引きマーカ昇降モータ８７、ステアリングモータ９５などが接続される。

スロットルモータ８０は、エンジン３０の吸気量を調節するスロットルを作動させることにより、エンジン３０の出力軸の回転数を増減させる。油圧制御弁８１は、昇降シリンダ２５の伸縮動作を制御する。油圧制御弁８２は、パワーステアリング機構８８を制御する。植付クラッチ作動ソレノイド８３は、植付クラッチ２７ａを作動させる。

サイドクラッチ作動ソレノイド８４は、後輪１１への動力伝達状態を切り替えるサイドクラッチ４４を作動させる。なお、サイドクラッチ４４は、左右の後輪１１にそれぞれ設けられ、サイドクラッチ作動ソレノイド８４は、各サイドクラッチ４４に対応して２つ設けられる。

ＨＳＴモータ８５は、ＨＳＴ１４のトラニオンの回動角度を変更することで、ＨＳＴ１４の斜板の傾斜角を変更する。ステアリングモータ９５は、自動旋回制御が行われる場合に、走行車輪である前輪１０（図１参照）の操舵量（舵角）を調整するステアリング装置であるハンドル３５を駆動するモータである。ステアリングモータ９５は、ハンドル３５を回動させる。線引きマーカ昇降モータ８７は、線引きマーカ６５を昇降し、超音波センサ９３Ｌ、９３Ｒの障害物検出信号で昇降制御する。

また、コントローラ１００には、検出装置である、回転数センサ９０、操舵量センサ９１、傾斜センサ９２、超音波センサ９３、超音波センサ９３Ｌ、９３Ｒなどが接続される。回転数センサ９０は、走行車輪である左右の後輪１１に対応して２つ設けられ、左右の後輪１１の回転数をそれぞれ検出する。なお、回転数センサ９０は、左右の前輪１０の回転数を検出してもよい。

操舵量センサ９１は、ステアリング装置であるハンドル３５の操作量、すなわち、前輪１０の操舵量（舵角）を検出する。なお、操舵量は、ハンドル３５の操作量がゼロの場合を基準として、すなわち、走行車体２の直進走行時を基準として、左右方向それぞれで検出される。傾斜センサ９２は、走行車体２の傾きである傾斜角を検出する。
超音波センサ９３Ｌ、９３Ｒは、線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒの張出付近の前方に向けて照射して線引きマーカ６５Ｌ，６５Ｒの先端近傍の前方にある畔などの障害物を検出する。

また、コントローラ１００には、操作信号として、変速操作レバー３６、副変速操作レバー３７、植付部自動昇降スイッチ４７、自動旋回スイッチ４８、線引きマーカ自動昇降スイッチ４９などから信号が入力される。

植付部自動昇降スイッチ４７は、ハンドル３５の操作量、すなわち、前輪１０の操舵量に連動して苗植付部４を自動的に昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。植付部自動昇降スイッチ４７が「ＯＮ」の場合には、操舵量に連動して苗植付部４を自動的に昇降させる制御が実行される。一方、植付部自動昇降スイッチ４７が「ＯＦＦ」の場合には、操舵量に連動して苗植付部４を自動的に昇降させる制御は、実行されない。

線引きマーカ自動昇降スイッチ４９は、ハンドル３５の操作量、すなわち、前輪１０の操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。線引きマーカ自動昇降スイッチ４９が「ＯＮ」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させる制御が実行される。そして超音波センサ９３Ｌ、０３Ｒが作動する。一方、線引きマーカ自動昇降スイッチ４９が「ＯＦＦ」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させる制御は、実行されない。

自動旋回スイッチ４８は、ランプ付きの跳ね返りスイッチであり、自動旋回を開始または中止するかを切り替えるスイッチである。自動旋回スイッチ４８は、操縦者により「ＯＮ」にされて自動旋回が行われている間は点灯し、自動旋回が終了すると、「ＯＦＦ」になり、消灯する。また、自動旋回スイッチ４８は、自動旋回中に操縦者により「ＯＦＦ」にされ、自動旋回が中止されると、消灯する。これにより、自動旋回を行っているか否かを、操縦者が認識可能となる。

また、コントローラ１００には、位置取得装置１５０から機体の現在の位置情報が入力される。コントローラ１００は、位置情報に基づいて、機体が自動で走行しながら作業を行う自律走行モードを実行する。コントローラ１００を中心として、自動旋回スイッチ４８、回転数センサ９０、操舵量センサ９１、ステアリングモータ９５、ハンドル３５および位置取得装置１５０は、後述する自動旋回モードの制御系Ｃを構成している。
＜自律走行モード＞
ここで、図４を参照して、苗移植機１による、圃場における自動旋回を含む自動走行（自律走行）について説明する。図４は、苗移植機１の圃場における自律走行の説明図である。コントローラ１００（図３参照）は、前輪１０（図１参照）の操舵量をフィードバックしながらステアリングモータ９５（図３参照）を制御してハンドル３５（図３参照）を操作する自律走行モードを有する。自律走行モードは、自動直進モードと、自動旋回モードとを含む。

図４に示すように、自律走行モードにおいては、苗移植機１は、圃場Ｆにおいて、予定走行経路に沿って直進および旋回を繰り返しながら苗の植え付け作業を自動で行う。なお、コントローラ１００は、上記したように、走行車体２の上方に配置された位置取得装置１５０によって苗移植機１の現在の位置情報を取得する。

苗移植機１は、圃場Ｆにおける所定の作業エリア内を往復しながら、苗の植付を行う。この場合、直進走行については、コントローラ１００が自動直進モードを実行することにより、設定された直進走行経路Ｌ１に沿って自動走行を行う。また、旋回走行については、コントローラ１００が自動旋回モードを実行することにより、設定された旋回走行経路Ｌ２に沿って自動旋回を行う。

直進走行経路Ｌ１は、走行基準となる基準線Ｌ０に対して平行である。基準線Ｌ０は、苗の植え付け方向にあわせて、圃場Ｆにおいて設定される。コントローラ１００は、直進走行の開始位置および終了位置をそれぞれ基準始点（Ａ点）および基準終点（Ｂ点）として取得し、Ａ点およびＢ点を結ぶ線分を基準線Ｌ０として登録する。

また、コントローラ１００は、自動旋回モードとして、第１旋回動作モードと、第２旋回動作モードとを有する。コントローラ１００は、第１旋回動作モードおよび第２旋回動作モードを組み合わせることで、自動旋回モードとして実行する。なお、コントローラ１００は、自動旋回スイッチ４８が操縦者により「ＯＮ」されると、自動旋回モードを実行する。

第１旋回動作モードでは、コントローラ１００は、苗移植機１の旋回中において、ハンドルの操舵量が所定の値になるようステアリングモータを制御する。この場合、コントローラ１００は、位置取得装置１５０が取得した位置情報に関わらず処理を実行する。

第２旋回動作モードでは、コントローラ１００は、苗移植機１の旋回中において、位置取得装置１５０が取得した位置情報に基づいて、旋回走行経路Ｌ２上のいずれか所望の位置に苗移植機１が到達するようステアリングモータを制御する。

このように、コントローラ１００が、第１旋回動作モードおよび第２旋回動作モードを有し、機体の旋回中において位置情報に基づいた動作モードではない第１旋回動作モードを実行するため、自動旋回に係る制御の全てに位置情報を用いる必要がない。このため、自動旋回中に位置情報を用いる制御が一部でよくなり、簡素な制御で自動旋回を行うことができる。

なお、コントローラ１００は、自動旋回モードでは、苗移植機１の旋回中において旋回走行経路Ｌ２からずれて旋回（大回りまたは小回り）している場合には、位置取得装置１５０が取得した位置情報に基づいて補正する。
＜自動旋回モード＞
次に、図５～図８を参照して第１実施形態に係る自動旋回モードについて説明する。図５は、第１実施形態に係る自動旋回制御（自動旋回モード）の説明図である。図６は、自動旋回制御（自動旋回モード）の処理手順を示すフローチャートである。

また、図７は、自動旋回制御（自動旋回モード）を開始する制御の処理手順を示すフローチャートである。図８は、第１旋回動作モードから第２旋回動作モードに移行する制御の処理手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、第１実施形態に係る自動旋回モードでは、自動直進モードで進行してきた苗移植機１は、予め設定された所望の旋回開始位置（苗移植機１などの農業機械の場合は、１条における作業終了位置でもある）Ｐ１に近づいた位置で操縦者により自動旋回スイッチ４８（図３参照）が押されると、自動旋回を開始する。

自動旋回を開始すると、苗移植機１は、第１旋回動作モードによる進行を開始する。第１旋回動作モードでは、苗移植機１は、旋回走行経路Ｌ２に沿って進行し、旋回走行経路Ｌ２上の終了位置（モード終了位置）Ｐ３で第１旋回動作モードによる進行を終了する。苗移植機１は、第１旋回動作モードによる進行を終了すると、第２旋回動作モードによる進行を開始する。

第２旋回動作モードでは、苗移植機１は、予め設定された所望の旋回終了位置（苗移植機１などの農業機械の場合は、次の条における作業開始位置でもある）Ｐ２において次の条の直進走行経路Ｌ１に沿うように徐々に位置を補正しながら進行（直進）し、第２旋回動作モードによる進行を終了すると、自動直進モードで次の条における進行を開始する。

図６に示すように、第１実施形態では、コントローラ１００は、自動旋回スイッチ４８が「ＯＮ」操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。コントローラ１００は、自動旋回スイッチ４８が「ＯＮ」操作された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、苗移植機１が旋回開始位置Ｐ１に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。コントローラ１００は、旋回開始位置Ｐ１に到達したと判定すると（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、第１旋回動作モードの実行を開始する（ステップＳ１０３）。

コントローラ１００は、ステップ１０１の処理において自動旋回スイッチ４８が「ＯＮ」操作されない場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、「ＯＮ」操作されるまでかかる処理を繰り返す。また、コントローラ１００は、ステップ１０２の処理において苗移植機１が旋回開始位置Ｐ１に到達していない場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、旋回開始位置Ｐ１に到達するまでかかる処理を繰り返す。

次いで、コントローラ１００は、苗移植機１が第１旋回動作モードの終了位置（モード終了位置）Ｐ３に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。コントローラ１００は、モード終了位置Ｐ３に到達した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、第１旋回動作モードの実行を終了し（ステップＳ１０５）、第２旋回動作モードの実行を開始する（ステップＳ１０６）。

コントローラ１００は、ステップ１０４の処理において苗移植機１がモード終了位置Ｐ３に到達しない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、モード終了位置Ｐ３に到達するまでかかる処理を繰り返す。

次いで、コントローラ１００は、苗移植機１が第２旋回動作モードの終了位置でもある旋回終了位置Ｐ２に到達したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。コントローラ１００は、旋回終了位置Ｐ２に到達した場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、第２旋回動作モードの実行を終了し（ステップＳ１０８）、旋回動作モードを終了する。

ここで、コントローラ１００は、第１旋回動作モードにおいて、たとえば、機体の向きが直進走行時を０度として左右いずれか旋回する側に、たとえば７０度になるようステアリングモータ９５（図３参照）を制御する。コントローラ１００は、機体の向きが７０度になると、直進走行に戻し始めるよう、すなわち、機体の向きが９０度になるようステアリングモータ９５を制御する。

コントローラ１００は、第１旋回動作モードから第２旋回動作モードに移行する場合、機体の向きが次の条の直進走行経路Ｌ１に対して、たとえば０～２０度範囲内に入るようステアリングモータ９５を制御する。コントローラ１００は、第２旋回動作モードの開始時に機体の向きを０～２０度範囲内に入れておくことで、第２旋回動作モードにおいて位置取得装置１５０（図３参照）が取得する位置情報に基づいて直進走行経路Ｌ１に沿うよう機体の向きを補正して旋回動作を完了する。

コントローラ１００は、ステップＳ１０７の処理において苗移植機１が旋回終了位置Ｐ２に到達しない場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、旋回終了位置Ｐ２に到達するまでかかる処理を繰り返す。コントローラ１００は、旋回動作モードを終了すると、自動直進モードの実行を開始する。

また、図７に示すように、コントローラ１００は、図６に示すステップＳ１０１の処理において、自動直進モードによる進行中、位置取得装置１５０が取得した位置情報に基づいて、苗移植機１の現在位置から旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１１）。コントローラ１００は、測位情報に基づいて走行距離を算出し、苗移植機１の現在位置から旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄ以下であるか否かを判定する。なお、コントローラ１００は、走行車輪の回転数に基づいて走行距離を算出してもよい。

コントローラ１００は、今回の直進走行時における植付工程よりも１つ前の植付工程である前工程における走行距離に基づいて上記判定を行う。

今回の植付工程における旋回開始位置Ｐ１は、今回の植付工程において、前工程における走行距離分、進んだ付近であると予測することができる。例えば、今回の植付工程において実際に旋回が開始される位置は、前工程における走行距離に対して、±５ｍ程度の範囲内であると予測することができる。

そのため、コントローラ１００は、前工程における走行距離に基づいて旋回開始位置Ｐ１を予測する。具体的には、コントローラ１００は、今回の植付工程において直進した距離が、前工程における走行距離となる位置を旋回開始位置Ｐ１と予測し、苗移植機１の現在位置から旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄ以下である場合に、旋回位置付近、すなわち畦際であると判定する。

なお、旋回開始位置Ｐ１は、測位情報に基づいた座標によって認識されてもよい。

コントローラ１００は、旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄ以下である場合（ステップＳ１０１１：Ｙｅｓ）、自動旋回スイッチ４８が「ＯＮ」操作されると、第１旋回動作モードを実行する（ステップＳ１０１２）。

コントローラ１００は、ステップＳ１０１１の処理において旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄを超える場合（ステップＳ１０１１：Ｎｏ）、自動旋回スイッチが「ＯＮ」操作されても、第１旋回動作モードを実行しないで（ステップＳ１０１３）、自動直進モードを継続する。

また、第１旋回動作モードの終了位置Ｐ３は、回転数センサ９０（図３参照）により検出（カウント）された後輪１１（図１参照）の回転数に基づいて設定される。図８に示すように、コントローラ１００は、図６に示すステップＳ１０３の処理において、第１旋回動作モードの実行を開始すると、これに伴い、後輪１１の回転数のカウントを開始し（ステップＳ１０３１）、後輪１１の回転数が所定の値（カウント値）になったか否かを判定する（ステップＳ１０３２）。

コントローラ１００は、後輪１１の回転数が所定のカウント値になった場合（ステップＳ１０３２：Ｙｅｓ）、終了位置Ｐ３に到達したと判断して第１旋回動作モードの実行を終了するとともに第２旋回動作モードを実行する（ステップＳ１０３３）。コントローラ１００は、ステップＳ１０３２の処理において後輪１１の回転数が所定のカウント値でない場合（ステップＳ１０３２：Ｎｏ）、所定のカウント値になるまでかかる処理を繰り返す。

以上説明したように、苗移植機１の旋回開始時には第１旋回動作モードを実行し、旋回終了時には第２旋回動作モードを実行することで、より簡素な制御で自動旋回を行うことができる。

また、第１旋回動作モードの開始に伴い後輪１１の回転数のカウントを開始し、後輪１１の回転数が所定のカウント値になると第２旋回動作モードに移行するため、自動旋回中に位置情報を用いる制御が一部でよくなり、簡素な制御で自動旋回を行うことができる。

また、苗移植機１の現在位置から旋回開始位置Ｐ１まで距離が短い場合には自動旋回スイッチ４８が「ＯＮ」操作されると第１旋回動作モードを実行する。一方、苗移植機１の現在位置から旋回開始位置Ｐ１まで距離が長い場合には自動旋回スイッチ４８が操作されても第１旋回動作モードを実行しない。このように、たとえば、圃場の中央付近などの旋回開始位置Ｐ１以外で自動旋回スイッチ４８が操作（すなわち、誤操作）されても第１旋回動作モードを実行しないことで、誤操作を防止することができる。

また、旋回終了位置Ｐ２に向けた第２旋回動作モードが終了するとそのまま自動直進モードに移行して自動直進を開始するため、作業を継続的に行うことができ、作業性を向上させることができる。

なお、第１旋回動作モードを実行してから第２旋回動作モードを実行するが、変形例として、たとえば、第２旋回動作モードを実行してから第１旋回動作モードを実行して旋回終了位置Ｐ２に到達させてもよい。

なお、以上の説明では、センサを超音波センサとしたが、本願発明のセンサは超音波センサに限らず、赤外線センサや近距離電波センサなど、障害物を検知できるセンサなら適宜選択可能である。

４ 植付部
２７ａ 植付クラッチ
３４ ハンドルポスト
３５ ハンドル
４１ 操縦席
４９ 線引きマーカ自動昇降スイッチ
６５Ｌ，６５Ｒ 線引きマーカ
８７ マーカ昇降モータ
９３Ｌ，９３Ｒ 超音波センサ
９６ 外装壁
９６ａ 受部
９６ｂ 凹み部
９７ 容器挟み
９８ 液体容器
１００ 制御装置

Claims (5)

1. 制御装置（１００）で自動的に操縦可能にした機体の側部左右に線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）を側方への張出と上昇収納に切換可能に設けた走行作業機において、
   前記線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）の張出した際のその前方を照射するセンサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）を設け、該センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）で、張出し中の方の前記線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）の先端付近の前方に障害物を検出すると、前記制御装置（１００）が線引きマーカ昇降モータ（８７）を駆動して前記張出し中の方の線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）を上昇収納させ、
   自律走行モードにおいては、走行作業機は、圃場Ｆにおいて、予定走行経路に沿って自動直進モードおよび自動旋回動作モードを繰り返しながら作業を自動で行い、
   自動直進モードで進行してきた走行作業機は、予め設定された所望の旋回開始位置Ｐ１に近づいた位置で操縦者により操作具４８が操作されると、自動旋回を開始し、
   前記旋回開始位置Ｐ１は、今回の直進走行時における植付工程よりも１つ前の植付工程である前工程における直進走行距離に基づいて、前記旋回開始位置Ｐ１を判定し、
   位置取得装置１５０によって、走行作業機の現在位置から旋回開始位置Ｐ１までの距離が所定の距離Ｄ以下である場合に、旋回開始位置Ｐ１に近づいたと判定する、ことを特徴とする走行作業機。
2. 前記左右線引きマーカ（６５Ｌ），（６５Ｒ）は片側だけを張り出させると共にその張出側の前記センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）のみが前記照射作動することを特徴とする請求項１に記載の走行作業機。
3. 前記センサ（９３Ｌ），（９３Ｒ）は、移植作業時のみ作動することを特徴とする請求項１或いは請求項２の何れか１項に記載の走行作業機。
4. ハンドル（３５）を立設するハンドルポスト（３４）の外装壁（９６）の、操縦席（４１）側に液体容器（９８）の底部を受ける受部（９６ａ）と、前記液体容器（９８）の上部を前記外装壁（９６）側に引き寄せる容器挟み（９７）を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の走行作業機。
5. 前記受部（９６ａ）は前記液体容器（９８）の底部凹みを受ける突出部で構成され、前記外装壁の面に前記液体容器（９８）の外周を嵌める凹み部（９６ｂ）を形成したことを特徴とする請求項４に記載の走行作業機。

Images