(57)【要約】【課題】畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られ、地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行ができる作業車両を提供する。【解決手段】作業車両１は、モータ２６を含む重量物が内蔵されて単独で走行可能に構成された左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒと、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒを連結させる連結フレーム１１と、を備え、連結フレーム１１は、所定の高さを有する門型状に形成され、制御部は、方向センサと回転センサの検出値に基づいて、左右のクローラ走行装置の走行速度を同調させるように制御する。【選択図】図３
2020048585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々のモータで駆動される一対のクローラ走行装置と、
前記クローラ走行装置を制御する制御部と、
進行方向を検出する方向センサと、
前記モータの回転数を検出する回転センサと、を備え、
前記制御部は、前記方向センサと前記回転センサの検出値に基づいて一対の前記クローラ走行装置の走行速度を同調させるように前記モータを制御することを特徴とする、作業車両。
【請求項２】
前記作業車両は、一対の前記クローラ走行装置を連結させる連結フレームを備え、
前記方向センサは、前記連結フレームの左右方向の略中央に配置され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】
前記クローラ走行装置は、バッテリを内蔵し、
前記モータは、電動モータであ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】
前記作業車両は、エンジンと発電機とを備え、
前記発電機で発電された電力を前記バッテリに蓄電す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】
前記クローラ走行装置は、エンジンとポンプとを備え、
前記モータは、圧力モータであ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６】
前記クローラ走行装置は、上方と左右の両側方とを覆うカバーを備え、
前記カバーの上部に作業者が着座するシートが取り付けられることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の作業車両。
【請求項７】
自律走行または遠隔操作ができるように構成されることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両に関し、より詳細には、作物が複数の列を成して栽植される圃場に用いられる作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
お茶や、ワインの原料としてのブドウなどにおいて、育成や管理における効率化、日照や風通しなどの育成条件の向上などの観点から、圃場に複数の列を成して栽植される場合がある。このような圃場での管理作業、例えば施肥、剪定、防除、収穫などは、隣接する列の間（畝間）を列に沿って移動しながら行われる。そして、生産効率の観点などから経路となる畝間の幅を作業者がすれ違うことができる程度に狭くすることがあり、大型機械の導入が困難な場合がある。そこで、このような圃場に適用できる作業車両が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、正面視門型に形成された車体フレームの左右両脚部に左右一対のクローラ走行装置を備え、茶畝を跨いでその両側の畝間を自走できる腰高の茶園用乗用型作業機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−２４２７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１における茶園用乗用型作業機は、正面視門型に形成された車体フレームの上部にエンジン、エンジンによって駆動する油圧ポンプ、及び運転席などが配設されて重心が高い構成である。したがって、果樹園等の傾斜地を多く有する圃場では安定して走行できない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られ、地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、
各々のモータで駆動される一対のクローラ走行装置と、
前記クローラ走行装置を制御する制御部と、
進行方向を検出する方向センサと、
前記モータの回転数を検出する回転センサと、を備え、
前記制御部は、前記方向センサと前記回転センサの検出値に基づいて一対の前記クローラ走行装置の走行速度を同調させるように前記モータを制御することを特徴とする。
【０００８】
更に、前記作業車両は、一対の前記クローラ走行装置を連結させる連結フレームを備え、
前記方向センサは、前記連結フレームの左右方向の略中央に配置されることを特徴とする。
【０００９】
更に、前記クローラ走行装置は、バッテリを内蔵し、
前記モータは、電動モータであることを特徴とする。
【００１０】
更に、前記作業車両は、エンジンと発電機とを備え、
前記発電機で発電された電力を前記バッテリに蓄電することを特徴とする。
【００１１】
更に、前記クローラ走行装置は、エンジンとポンプとを備え、
前記モータは、圧力モータであることを特徴とする。
【００１２】
更に、前記クローラ走行装置は、上方と左右の両側方とを覆うカバーを備え、
前記カバーの上部に作業者が着座するシートが取り付けられることを特徴とする。
【００１３】
更に、自律走行または遠隔操作ができるように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、各々のモータで駆動される一対のクローラ走行装置と、前記クローラ走行装置を制御する制御部と、進行方向を検出する方向センサと、前記モータの回転数を検出する回転センサと、を備え、前記制御部は、前記方向センサと前記回転センサの検出値に基づいて一対の前記クローラ走行装置の走行速度を同調させるように前記モータを制御する構成によれば、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、前記クローラ走行装置の地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行ができる作業車両を提供することができる。
【００１５】
更に、前記作業車両は、一対の前記クローラ走行装置を連結させる連結フレームを備え、前記方向センサは、前記連結フレームの左右方向の略中央に配置される構成によれば、より安定した走行が可能となる。
【００１６】
更に、前記クローラ走行装置は、バッテリを内蔵し、前記モータは、電動モータである構成によれば、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られて安定した走行ができる作業車両を提供することができる。
【００１７】
更に、前記作業車両は、エンジンと発電機とを備え、前記発電機で発電された電力を前記バッテリに蓄電する構成によれば、長時間の連続運転が可能となる。
【００１８】
更に、前記クローラ走行装置は、エンジンとポンプとを備え、前記モータは、圧力モータである構成によれば、畝間が狭く傾斜地を有する圃場においても、低重心化が図られて安定した走行ができる作業車両を提供することができる。
【００１９】
更に、前記クローラ走行装置は、上方と左右の両側方とを覆うカバーを備え、前記カバーの上部に作業者が着座するシートが取り付けられる構成によれば、作業者の座位での作業姿勢が保たれたままで畝間を走行することができ、例えば手摘みによる収穫作業での作業者の負荷を低減することができる。
【００２０】
更に、自律走行または遠隔操作ができるように構成されるので、管理作業における省人化が図れ、例えば、自律走行によって除草したり、施肥したり、収穫物を運搬したりする車両などとして使用することができて使い勝手が良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の一例としての作業車両が示された概略側面図である。
【図２】図１の作業車両の概略平面図である。
【図３】図１の作業車両の概略正面図である。
【図４】クローラ走行装置の構成を説明する概略側面図である。
【図５】図１の作業車両に収容箱が取り付けられた状態の一例が示された概略側面図である。
【図６】作業車両の制御系統の一例が示された要部ブロック図である。
【図７】作物の一例としてのブドウが栽植される圃場の一例が示された概略平面図である。
【図８】ブドウの栽植状態を説明するためのブドウの垣根の概略側面図である。
【図９】別の実施形態に係る作業車両の一例が示された概略側面図である。
【図１０】図９の作業車両の概略平面図である。
【図１１】別の実施形態に係る作業車両の一例が示された概略側面図である。
【図１２】図１１の作業車両の概略平面図である。
【図１３】図１１の作業車両の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の一例としての作業車両１が示された概略側面図であり、図２は図１の作業車両１の概略平面図であり、図３は図１の作業車両１の概略正面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１における左側を進行前方向とし、進行前方向に対して直交して、かつ水平である図１における奥側を右方向、手前側を左方向とし、進行前方向に対して直交して、かつ鉛直である図１における上側を上方向、下側を下方向とする。
【００２３】
図１、図２、図３に示されるように、作業車両１は、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒと、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒを連結させる連結フレーム１１とを備え、略前後及び左右対称に構成されている。また、作業車両１は、右のクローラ走行装置１０Ｒに取り付けられたシート１２と、連結フレーム１１に取り付けられた方向センサ１３と、ここでは図示せぬコントローラや制御部などを備える。左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒは、それぞれ上方と左右の両側方がカバー１４によってそれぞれ覆われている。そして、詳細については後述するが、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒは、それぞれ駆動源としてのモータやバッテリなどを含む重量物を内蔵しており、単独で走行（駆動）可能に構成されている。また、作業車両１は、連結フレーム１１の上部には重量物が取り付けられてない構成であり、低重心化が図られている。
【００２４】
連結フレーム１１は、円筒状のパイプなどの複数の鋼材を溶接などによって結合して構成される。連結フレーム１１は、正面視において所定の高さを有する門型状に形成され、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間には、前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する正面視で略長方形の空間１５が形成されている。なお、詳細については後述するが、所定の高さは、作業車両１が使用される圃場で栽培される作物よりも高いものである。
【００２５】
より詳細には、連結フレーム１１は、平面視で略四角環状の上部フレーム１６と、上部フレーム１６の各頂点から下方へ向けて延びる４つの支柱フレーム１７，１７，１７，１７とを有する。各支柱フレーム１７，１７，１７，１７の下端は、右のクローラ走行装置１０Ｒのカバー１４の前側及び後側の上部と、左のクローラ走行装置１０Ｌのカバー１４の前側及び後側の上部に固定されている。そして、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒは、連結フレーム１１によって連結されている。また、上部フレーム１６と支柱フレーム１７，１７，１７，１７と左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒとによって囲われ、作業車両１の前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する正面視で略長方形の空間１５が形成されている。
【００２６】
なお、連結フレーム１１は上述の構成に限定されるものではなく、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒを連結するとともに、所定の高さを有する門型状に形成され、前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する空間１５が形成される構成であれば良い。連結フレーム１１は、カバー１４の側部に支柱フレーム１７が固定される構成であっても良く、複数の板状部材で構成されても良く、側面視で略三角形状や台形状に形成されても構わない。
【００２７】
上部フレーム１６の前部の左右方向の略中央には、方向センサ１３が取り付けられている。方向センサは、作業車両１の進行方向を検出するセンサである。なお、センサの種類は特に限定されるものではなく、例えば磁気センサやジャイロセンサやＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）を用いた検出器やこれらを組み合わせた検出器などを用いことができる。また、方向センサ１３の配置や数は限定されるものではない。
【００２８】
右のクローラ走行装置１０Ｒのカバー１４の上部には、左側方を向いたシート１２が取り付けられている。また、シート１２が取り付けられている右のクローラ走行装置１０Ｒには、カバー１４の左右の両側部の下端に、水平方向へ延びて左右両側の外方へ突出するフットプレート１８が取り付けられている。なお、フットプレート１８は、カバー１４の側部に沿うように上方へ回転することができるように取り付けられている。そして、作業者は、シート１２に着座し、フットプレート１８に足を載置して、左側方を向いた状態で乗車し、図示せぬコントローラによって走行操作を行う。
【００２９】
ここで、シート１２は、カバー１４に上下方向を軸にして回動可能に取り付けられている。したがって、作業車両１は、カバー１４に対するシート１２の向きを変更することで、乗車時の作業者の向きを変更できるように構成されており、作業者は、右側方を向いて乗車したり、カバー１４を跨ぐようにして前方や後方を向いて乗車したりできる。なお、作業者が足を載置しないフットプレート１８は、カバー１４の側部に沿うように収納することができ、作業車両１のコンパクト化が図れる。
【００３０】
シート１２は、上述の構成に限定されるものではなく、肘掛けを有する構成であっても良く、背もたれがない構成であっても良い。また、シート１２は、カバー１４の上部に固定されても良く、カバー１４の上部に前後方向にスライド可能に取り付けられても良く、左のクローラ走行装置１０Ｌのカバー１４の上部に取り付けられても良い。また、作業車両１は、複数のシート１２を備える構成であっても良く、シート１２を備えない構成であっても良く、作業者がカバー１４に直接着座して乗車する構成であっても良い。
【００３１】
次に、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒについて詳述する。なお、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒは略左右対称の構成であるため、以下では左のクローラ走行装置１０Ｌを取り上げて説明を行う。図４は、クローラ走行装置１０の構成を説明する概略側面図である。ここで、図４には左のクローラ走行装置１０Ｌが示されており、カバー１４などの記載は省略されている。
【００３２】
クローラ走行装置１０Ｌは、駆動輪１９と、従動輪２０と、８つの転輪２１ａ〜２１ｈと、クローラベルト２２と、トラックフレーム２３と、２つのイコライザアーム２４，２５と、クローラ走行装置１０Ｌを駆動する駆動源としてのモータ２６などを備える。トラックフレーム２３は、駆動輪１９と、従動輪２０と、８つの転輪２１ａ〜２１ｈを支持しており、ここでは図示せぬカバー１４も取り付けられる。駆動輪１９は前端に、従動輪２０は後端に、２つの転輪２１ａ，２１ｂは駆動輪１９と従動輪２０よりも上方に、６つの転輪２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈは駆動輪１９と従動輪２０よりも下方に配設されている。２つの転輪２１ｅ，２１ｆはイコライザアーム２４を介してトラックフレーム２３に取り付けられ、２つの転輪２１ｇ，２１ｈはイコライザアーム２５を介してトラックフレーム２３に取り付けられる。このイコライザアーム２４，２５によって、走行時の衝撃を吸収することができ、走行性や乗り心地が向上する。クローラベルト２２は、駆動輪１９、従動輪２０、及び８つの転輪２１ａ〜２１ｈに外接するように掛け回されている。そして、クローラ走行装置１０Ｌは、駆動輪１９、従動輪２０、４つの転輪２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを頂点とした側面視で略六角形状に構成されている。
【００３３】
トラックフレーム２３は、上方に位置する２つの転輪２１ａ，２１ｂの間に下方へ向けて窪む凹部２７を有する。凹部２７には、冷却装置としてのファン２８、インバータ２９、制御部３０、バッテリ３１などが配設されている。なお、凹部２７に配設されるものは特に限定されるものではなく、適宜設計することができ、例えば工具などを凹部２７に収容させても良い。また、冷却装置はファン２８に限定されるものではなく、冷却水を用いるものであっても構わない。
【００３４】
モータ２６は、駆動輪１９にインホイール状に配設されており、モータ２６の駆動力によって駆動輪１９が回転してクローラ走行装置１０Ｌが駆動するように構成されている。なお、クローラ走行装置１０Ｌは、トラックフレーム２３に対する従動輪２０の位置を移動させることでクローラベルト２２のテンションを調節する図示せぬテンション調節装置、駆動輪１９の回転を止める図示せぬブレーキ装置、モータ２６の回転数を検出する図示せぬ回転センサなども備える。
【００３５】
クローラ走行装置１０Ｌを駆動するモータ２６は、バッテリ３１の電力によって駆動する電動モータであり、制御部３０によって制御される。ここで、クローラ走行装置１０Ｌには、駆動源としてのモータ２６とともに、ファン２８、インバータ２９、制御部３０、バッテリ３１などの重量を有する重量物が内蔵されている。そして、クローラ走行装置１０Ｌは単独で走行（駆動）可能に構成されている。なお、制御部３０は、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒのそれぞれのモータ２６を制御するように構成されており、左のクローラ走行装置１０Ｌのみに配設されている。
【００３６】
なお、クローラ走行装置１０Ｌは、駆動源としてのモータ２６含む重量物が内蔵されて単独で走行可能な構成であれば良く、駆動輪１９、従動輪２０、転輪２１、モータ２６などの配置や転輪２１の数などは限定されるものではない。例えば、クローラ走行装置１０Ｌは、側面視で略逆等脚台形状に構成されても良く、イコライザアーム２４，２５を備えない構成であっても良い。また、モータ２６は、インホイール状ではなく、モータ２６の出力軸がチェーンやギヤなどの動力伝達部材などを介して駆動輪１９の軸に連動連結される構成であっても良い。
【００３７】
以上のような構成の作業車両１は、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒにそれぞれ駆動源としてのモータ２６を含むファン２８、インバータ２９、制御部３０、バッテリ３１などが内蔵されるとともに、連結フレーム１１、特に上部フレーム１６に重量物が配設されない構成である。したがって、作業車両１は、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒに重量物が集約されて低重心化が図られた構成であり、傾斜地においても安定した走行が可能である。
【００３８】
なお、作業車両１は、連結フレーム１１などに管理作業に用いる各種装置や用具などを取り付けて使用することができるように構成されている。例えば図５に示されるように、収穫物を収容する収容箱３２を連結フレーム１１に装着させて用いることもできる。ここで、図５は図１の作業車両１に収容箱３２が取り付けられた状態の一例が示された概略側面図である。収容箱３２は、上面に開口を有する直方体状の箱であり、側面には外方へ突出したフランジ部３３を有する。そして、収容箱３２は、略四角環状の上部フレーム１６に上方から嵌め込まれて連結フレーム１１に取り付けられている。なお、安定性の観点から、連結フレーム１１の上部には重量物を配置しないことが好ましく、連結フレーム１１に取り付ける各種装置などは、その重心が連結フレーム１１の上端である上部フレーム１６よりも上方に位置しないように取り付けることが好ましい。
【００３９】
次に、本実施形態に係る作業車両１の制御系統について詳述する。図６は、作業車両１の制御系統の一例が示された要部ブロック図である。作業車両１は、上述したように制御部３０を備え、この制御部３０によって左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの動作が制御され、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの地面に対する滑りを補正して目標とする進行方向へ走行するように構成されている。
【００４０】
制御部３０は、種々の設定値や、各種センサによる検出値などの入力信号を読み込むとともに、制御信号を出力することによって、作業車両１の動作を制御するように構成されている。制御部３０としては、演算処理および制御処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、データが格納される主記憶装置、タイマ、入力回路、出力回路、並びに電源回路などの含まれたマイクロコンピュータが例示される。ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）に例示される主記憶装置には、本実施形態に係る動作を実行するための制御プログラムや、各種データが格納されている。なお、これらの各種プログラムやデータなどは、外部の記憶装置に格納され、制御部３０が読み出す形態とされていても良い。
【００４１】
また、制御部３０の構成は特に限定されるものではない。作業車両１は、複数の制御部、例えば、左のクローラ走行装置１０と右のクローラ走行装置１０Ｒにそれぞれ制御部を備え、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等の作業車両１における通信によってそれぞれが相互に通信可能な構成であっても良い。図６には、１つの制御部３０によって左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの動作を制御する構成が例示されている。
【００４２】
制御部３０には、方向センサ１３と、作業者によって操作される入力装置としてのコントローラ３４と、右のクローラ走行装置１０Ｒのモータ２６Ｒの回転数を検出する回転センサ３５Ｒと、右のクローラ走行装置１０Ｒのモータ２６Ｒと、左のクローラ走行装置１０Ｌのモータ２６Ｌの回転数を検出する回転センサ３５Ｌと、左のクローラ走行装置１０Ｌのモータ２６Ｌなどが電気的に接続されている。また、制御部３０には、図６に例示された構成以外の各種装置、センサ、スイッチ、例えばバッテリ３１の電圧や電流を検出するバッテリセンサ、車速を検出する車速センサ、車速を所定の速度に制限させる車速制限スイッチなどが電気的に接続されている。
【００４３】
回転センサ３５Ｌ，３５Ｒは、モータ２６Ｌ，２６Ｒの回転数を検出することができれば良く、センサの種類は特に限定されるものではなく、例えばポテンショメータやエンコーダなどを用いることができる。また、回転センサ３５Ｌ，３５Ｒは、駆動輪１９や従動輪２０の回転数や、クローラベルト２２の周回数を検出するものであっても構わない。
【００４４】
そして、制御部３０は、例えば、コントローラ３４からの操作信号に基づいて、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒのモータ２６Ｌ，２６Ｒへ制御信号を出力し、作業車両１の走行速度の変更や旋回走行を実行するように構成されている。また、制御部３０は、方向センサ１３と２つの回転センサ３５Ｒ，３５Ｌの検出値に基づいて、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの走行速度（クローラベルト２２の周回速度）を同調させるように、モータ２６Ｌ，２６Ｒを制御するように構成されている。
【００４５】
例えばコントローラ３４から所定の速度で直進走行をするような操作信号が制御部３０に入力されている場合、制御部３０は、モータ２６Ｌ，２６Ｒへ所定の回数で回転するような制御信号を出力する。ここで、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの地面に対する滑り（空回り）などが生じた場合、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの走行速度（クローラベルト２２の周回速度）に差異が生じて作業車両１は、旋回することがある。そこで、制御部３０は、このような左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの滑りに対する補正を行い、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの走行速度を同調させてコントローラ３４から操作信号に沿う走行となるように、モータ２６Ｌ，２６Ｒを制御するように構成されている。したがって、作業車両１は、クローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの地面に対する滑りなどによる意図しない旋回が防止され、安定した走行が可能となる。
【００４６】
より詳細には、制御部３０は、コントローラ３４からの操作信号に対する方向センサ１７と回転センサ３５Ｌ，３５Ｒの検出値によって、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの滑りの有無を判定し、滑りが生じている場合には、その滑りを防止するように補正された制御信号を、モータ２６Ｌ，２６Ｒへ出力するように構成されている。
【００４７】
なお、制御部３０による左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの制御構成は、上述の構成に限定されるものではなく、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの地面に対する滑りを補正して目標とする進行方向へ走行するように構成されていれば良い。例えば、制御部３０は、方向センサ１３と回転センサ３５Ｌ，３５Ｒの検出値とともに、車速センサの検出値に基づいて、クローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの走行速度を同調させる構成であっても良い。このような構成にすることで、より高い確度で走行速度を同調させることができ、作業車両１は、クローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの地面に対する滑りなどによる意図しない旋回などの走行がより確実に防止され、安定した走行が可能となる。
【００４８】
また、確度を向上させる観点から、方向センサ１３は、作業車両１の左右方向の中央に配置することが好ましく、複数の方向センサ１３を配置することが好ましく、意図しない旋回などの走行がより確実に防止され、安定した走行が可能となる。
【００４９】
次に、作業車両１を用いた管理作業について説明する。以下では、管理作業の一つである作物の収穫作業を取り上げて説明する。図７は、作物の一例としてのブドウが栽植される圃場５０の一例が示された概略平面図であり、図８は、ブドウの栽植状態を説明するためのブドウの垣根５１の概略側面図である。なお、図７における矢印は作業車両１の圃場５０での経路の一部を示す。
【００５０】
ワインの原料として用いられるブドウは、育成や管理における効率化、日照や風通しなどの育成条件の向上などの観点から、図７、図８に示されるように、圃場５０に垣根状に複数の列を成して栽植される場合がある。このように列を成すブドウの垣根５１は、複数の杭５２やロープ５３などを用いて形成される。杭５２は、圃場５０に略等間隔で直線状に配置される。隣接する杭５２の間には、高さの異なる複数のロープ５３が張られる。ブドウの木５４は、杭５２の列に沿って略等間隔で植えつけられる。それぞれのブドウの木５４の幹は、図８に示すように、下方に位置するロープ５３に固定されるとともに、このロープ５３に沿って伸びるように育成される。そして、ブドウの垣根５１は、ブドウの木５４の幹から伸びるつるを他のロープ５３に這わせることによって形成される。
【００５１】
ブドウの木５４は、土壌Ｇから所定の高さ、例えば５００ｍｍ〜１０００ｍｍの位置に、果実としてのブドウの房５５が上下二段の列を形成してなるように剪定などがなされて育成される。つまり、ブドウの房５５は、椅子などに着座した状態で手元附近に位置するような高さになる。また、複数の列を形成しているブドウの垣根５１の間（畝間）は、生産効率の観点などから、例えば作業者がすれ違うことができる程度、１０００ｍｍ〜１５００ｍｍに形成される。
【００５２】
なお、杭５２やロープ５３などは特に限定されるものではないが、土壌Ｇへの影響が少ないものを用いることが好ましく、例えば、杭５２には丸太などの材木を用い、ロープ５３には生分解性プラスチックから形成されるものを用いることが好ましい。
【００５３】
そして、上述のようにブドウが栽植される圃場５０において、作業車両１は、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒをそれぞれ隣接する畝間に位置させ、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に形成される空間１５にブドウの垣根５１を通過させながら走行する。つまり、作業車両１は、ブドウの垣根５１を跨ぐようにして走行する。なお、連結フレーム１１は、ブドウの垣根５１よりも高く、上部フレーム１６はブドウの垣根５１の上端より上方に位置している。したがって、ブドウの垣根５１は作業車両１に当接すること無く、空間１５を通過する。
【００５４】
シート１２は、右のクローラ走行装置１０Ｒに左側方を向いて取り付けられているので、乗車した作業者は、空間１５を通過するブドウの垣根５１の右側面に正対した状態となる。そして、作業者は、座位にて目の前にあるブドウの房５５の果柄を切断器具としてのはさみなどで切断して、ブドウの房５５を摘み取る。なお、摘み取られたブドウの房５５は、例えば図５に示される連結フレーム１１に取り付けられた収容箱３２に収容したり、圃場５０に配置された図示せぬ収容箱などに収容したりする。
【００５５】
ここで、作業車両１は、作業者の座位での作業姿勢が保たれたままで畝間を走行することができるので、作業者への負担は低く、収穫作業の効率が向上する。また、作業車両１は、カバー１４に対するシート１２の向きを変更することができるので、圃場５０の状況に応じて乗車時の作業者の向きを変更することができ、使い勝手が良い。例えば、シート１２の向きを進行方向（前方）とし、作業者がカバー１４を跨ぐようにして進行方向に正対して着座すれば、空間１５を通過するブドウの垣根５１と右側方に位置するブドウの垣根５１になるブドウの房５５を同時に収穫することができ、収穫作業の効率が向上する。
【００５６】
また、作業車両１は、一つの畝間に一つのクローラ走行装置１０が配置され、ブドウの垣根５１を跨ぐようにして走行する。したがって、畝間の幅は、少なくともクローラ走行装置１０の左右方向の幅よりも広く形成されていれば良く、作業車両１は、大型機械が走行できないような狭い畝間であっても走行することができる。
【００５７】
また、作業車両１は、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒに駆動源としてのモータ２６Ｌ，２６Ｒを含む重量物が集約されて低重心化が図られた構成であるので、圃場５０が傾斜地を有する場合においても安定した走行が可能である。
【００５８】
また、制御部３０は、方向センサ１３と２つの回転センサ３５Ｌ，３５Ｒの検出値に基づいて、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの走行速度（クローラベルト２２の周回速度）を同調させるように、モータ２６Ｌ，２６Ｒを制御する。したがって、作業車両１は、クローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの地面に対する滑りなどに起因する意図しない旋回などの走行が防止され、安定した走行ができる。そして、作業者は、作業車両１の走行操作以外の作業であるブドウの房５５の摘み取り作業により集中することができ、収穫作業の効率が向上する。
【００５９】
また、作業車両１は、略前後対称の構造であり、作業者は作業車両１の側方を向いた座位で乗車できるので、前後進を切り換えた際の操作性が低下しにくく、例えば、前後進を切り換えて旋回するスイッチバック方式の旋回を容易にできる。
【００６０】
ここで、本実施形態は、上述の構成に限定されるものではなく、バッテリ３１の他にエンジンを備える構成であっても良く、例えば図９、図１０に示される作業車両２であっても良い。図９は別の実施形態に係る作業車両２の一例が示された概略側面図であり、図１０は図９の作業車両２の概略平面図である。なお、作業車両２は、上述の作業車両１が更にエンジン６０や、連結フレーム１１に替わって上下方向に伸縮可能な連結フレーム１１１などを備える構成である。そして、作業車両２は、エンジン６０や支持フレーム１１１などに関する構成以外は上述の作業車両１と同様の構成であり、その説明は適宜省略する。
【００６１】
作業車両２は、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒと、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒを連結させる連結フレーム１１１と、右のクローラ走行装置１０Ｒに取り付けられたシート１２と、連結フレーム１１１に取り付けられた方向センサ１３と、エンジン６０と、エンジン６０によって駆動される発電機６１と、燃料タンク６２と、図示せぬコントローラなどを備える。
【００６２】
左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒには、それぞれカバー１４が取り付けられ、右のクローラ走行装置１０Ｒのカバー１４は、フットプレート１８を有する。また、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒには、駆動源としての図示せぬモータ、ファン、インバータ、制御部、バッテリなどの重量を有する重量物が内蔵されている。
【００６３】
エンジン６０、発電機６１、及び燃料タンク６２は、左のクローラ走行装置１０Ｌのカバー１４の上部に配設される。発電機６１によって発電された電気は、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒに内蔵されたバッテリに充電される。したがって、作業車両２は、長時間の連続運転が可能となり、管理作業の効率が向上する。また、エンジン６０、発電機６１、及び燃料タンク６２などの重量物は、連結フレーム１１１ではなく、左のクローラ走行装置１０Ｌに配設されて低重心化が図られているので、傾斜地においても安定した走行が可能である。
【００６４】
なお、エンジン６０と発電機６１は、作業者の操作によって作動する構成であっても良く、バッテリの充電量に応じて作動する構成であっても構わない。また、エンジン６０、発電機６１、燃料タンク６２の配置や数は特に限定されるものではなく、右のクローラ走行装置１０Ｒに取り付け、左のクローラ走行装置１０Ｌにシート１２を取り付ける構成であっても良い。また、エンジン６０や発電機６１は、クローラ走行装置１０に内蔵させても良く、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒがそれぞれエンジン６０や発電機６１を備える構成であっても構わない。
【００６５】
連結フレーム１１１は、正面視において所定の高さを有する門型状に形成され、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間には、前端から後端にかけて地面まで延びて貫通する正面視で略長方形の空間が形成されている。より詳細には、連結フレーム１１１は、平面視で略四角環状の上部フレーム１１６と、上部フレーム１１６の各頂点から下方へ向けて延びる４つの支柱フレーム１１７，１１７，１１７，１１７とを有する。支柱フレーム１１７は、伸縮自在な棒状部材であり、ここではボールねじやモータなどを備えた電動シリンダが例示されている。なお、支柱フレーム１１７は、伸縮自在な棒状部材であれば良く、例えば２つの筒状部材を組み合わせて構成され、一方の筒状部材を他方の筒状部材に挿入して伸縮自在としたアームであっても良い。
【００６６】
以上のような構成の連結フレーム１１１は、４つの支柱フレーム１１７，１１７，１１７，１１７の長さを変えることによって上下方向に伸縮可能であり、上部フレーム１１６の位置を上下方向に移動させることができる。つまり、作業車両２は、連結フレーム１１１によって、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に形成される空間の大きさを変更できる。したがって、作業車両２は、上述の圃場５０のように作物が列を成して植えられた圃場において、作物の上下方向の大きさに応じて左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に形成される空間の上下方向の大きさを変更できるため、使用できる圃場への提供範囲が拡大し、使い勝手が良い。
【００６７】
なお、連結フレーム１１１は、左右方向に伸縮自在な構成であっても構わない。このような構成としては、上部フレーム１１６の左右方向に延びる部材を、支柱フレーム１１７と同様に、伸縮自在な棒状部材とした構成が例示できる。このような構成にすることで、上述の圃場５０のように作物が列を成して植えられた圃場において、隣接する畝間の距離、つまり作物の左右方向の大きさに応じて左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に形成される空間の左右方向の大きさを変更できるため、使用できる圃場への提供範囲が拡大し、使い勝手が良い。
【００６８】
ここで、クローラ走行装置１０を駆動するモータは、電動モータに限定されるものではなく、例えば、流体の圧力によって駆動する圧力モータであっても良い。圧力モータによってクローラ走行装置１０を駆動する場合には、上述の作業車両２のようにエンジンを備えるとともに、このエンジンによって駆動するポンプを備える構成とする。そして、このポンプによって圧力モータを作動させてクローラ走行装置１０を駆動させる。このような構成であっても、上述の作業車両１や作業車両２と同様の効果が得られる。
【００６９】
また、本実施形態は、自律走行、遠隔操作、その両方ができる構成であっても良く、例えば、図１１、図１２、図１３に示されるように、作業者が着座するシートを備えないとともに、薬液を散布する薬液散布装置７０などを備える作業車両３であっても良い。図１１は別の実施形態に係る作業車両３の一例が示された概略側面図であり、図１２は図１１の作業車両３の概略平面図であり、図１３は図１１の作業車両３の概略正面図である。なお、作業車両３は、上述の作業車両１において、シート１２を取り外すとともに、薬液散布装置７０や撮像装置８０などを更に備える構成である。そして、作業車両３は、薬液散布装置７０や撮像装置８０などに関する構成以外は上述の作業車両１と同様の構成であり、その説明は適宜省略する。
【００７０】
作業車両３は、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒと、左右一対のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒを連結させる連結フレーム１１と、連結フレーム１１に取り付けられた方向センサ１３と、薬液を散布する薬液散布装置７０と、連結フレーム１１に取り付けられた撮像装置８０などを備える。
【００７１】
左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒには、それぞれカバー１４が取り付けられている。また、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒには、駆動源としての図示せぬモータ、ファン、インバータ、制御部、バッテリなどの重量を有する重量物が内蔵されている。
【００７２】
薬液散布装置７０は、薬液を貯留する薬液タンク７１と、薬液を圧送するポンプ７２と、ポンプ７２を駆動する散布モータ７３と、薬液を吐出するノズル７４が設けられた配管７５などを備える。薬液タンク７１、ポンプ７２、散布モータ７３は、左のクローラ走行装置１０Ｌのカバー１４の上部に着脱自在に配設されている。ポンプ７２は、図示せぬ配管によって薬液タンク７１と配管７５とに接続している。散布モータ７３は、電動モータであって、クローラ走行装置１０に内蔵される制御部によって制御される。ノズル７４の吐出口は、薬液を霧状に吐出することが可能である。配管７５は、複数の管を組み合わせて構成され、連結フレーム１１と同様に、正面視で門型状に形成され、連結フレーム１１の内部に懸架されるように着脱自在に取り付けられる。
【００７３】
配管７５は、正面視で門型状に形成され、前部と、後部と、前後方向の中央部に配置された３つの配管７５ａ，７５ｂ，７５ｃと、前後方向に延びて３つの配管７５ａ，７５ｂ，７５ｃを連結させる５つの配管７５ｄ，７５ｅ，７５ｆ，７５ｇ，７５ｈとを有する。３つの配管７５ａ，７５ｂ，７５ｃには、複数のノズル７４が取り付けられている。ノズル７４は、内方であって、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に形成される空間１１５へ向けて薬液を吐出するように配設されている。
【００７４】
そして、散布モータ７３によってポンプ７２を駆動することで、ノズル７４から薬液が散布される。なお、薬液の散布量は、散布モータ７３が作動する時間や散布モータ７３の回転速度を制御部によって制御することで調節することができ、薬液の連続散布や間欠散布が可能である。また、ノズル７４の開度によっても薬液の散布量を調節できる。薬液は特に限定されるものではなく、水や消毒液などであっても良い。
【００７５】
ここで、作業車両３は、作業車両１や作業車両２と同様に、連結フレーム１１が門型状であって左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に空間１１５が形成されるため、上述の圃場５０のように作物が列を成して植えられた圃場において、作物がこの空間１１５を通るように作物を跨いで走行することができる。この際に、作業車両３は、薬液散布装置７０によって薬液を散布することで、跨いだ作物に上方及び左右の両側方から薬液を散布することができるので、薬液の使用量を低減させた効果的な散布をすることができる。また、薬液散布装置７０は連結フレーム１１などに着脱自在に取り付けられるため、作業車両３を薬液散布以外の用途、例えば上述の作業車両１のように収穫作業で作業者が乗車する車両としても用いることができ、使い勝手が良い。
【００７６】
また、薬液タンク７１、ポンプ７２、散布モータ７３などの重量物は、連結フレーム１１ではなく、左のクローラ走行装置１０Ｌに配設されている。また、配管７５は、連結フレーム１１の内部に懸架されるように取り付けられており、その重心は連結フレーム１１の上下方向の略中央である。したがって、作業車両３は、薬液散布装置７０を備えるものの、低重心化が図られており、傾斜地においても安定した走行が可能である。
【００７７】
なお、薬液散布装置７０は上述の構成に限定されるものではなく、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間に形成される空間１１５へ向けて薬液を吐出するように構成されていれば良い。例えば、薬液散布装置７０は、配管７５の上方と左右の両側方を外方から覆うカバーを備える構成であっても良い。このような構成にすることで、薬液が空気中に拡散することを防止してより効果的な散布が可能となる。また、このようなカバーを備えるとともに、空間１１５内において空気中を浮遊する薬液を吸引する吸引装置を備える構成であっても良く、配管７５の下方に余分な薬液を収集する受け皿を備える構成であっても良い。
【００７８】
上部フレーム１６の前部の左右方向の略中央には、作業車両３の前方を撮像する撮像装置８０が取り付けられている。そして、作業車両３は、撮像装置８０によって撮像された画像に基づいて列を成して植えられた作物を検出し、この作物の列に沿って自律走行するように構成されている。
【００７９】
撮像装置８０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラであり、進行方向の前方を撮像する。なお、撮像装置８０は、進行方向の前方を撮像できる構成であれば良く、その配置や数は適宜設計でき、例えば、上部フレーム１６の前部と後部とに設け、前方及び後方を撮像できる構成であっても良い。
【００８０】
ここで、クローラ走行装置１０に内蔵される制御部は、撮像装置８０によって作業車両３の前方が撮像された画像に所定の処理を行うことで、作物の列を検出する検出部を有する。検出部は、例えばプログラムによって構成される。検出部が行う所定の処理とは、フィルタリング処理や統計処理などであり、作物の列を検出することができる構成であれば特に限定されるものではない。例えば、検出部は、撮像装置８０によって撮像された画像に作物の色に基づくフィルタリング処理を施して作物であると仮定される領域を抽出し、この抽出された領域に統計処理を施して作物の列を検出するように構成される。そして、制御部は、この検出した作物の列に沿って走行するように、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒを制御する。
【００８１】
このように自律走行が可能な構成であれば、作業者に薬液が降りかかったり、作業者が薬液を吸引したりすることなく薬液の散布ができ、作業者への負担を軽減できる。また、管理作業における省人化が図れるとともに、作業者の作業車両を操作する負担が軽減され、作業効率が向上する。
【００８２】
なお、作業車両３を自律走行させる構成は、上述の構成に限定されるものではない。例えば、検出部が撮像装置８０によって撮像された画像から作物の両側に位置する畝間（地面）の色に基づくフィルタリング処理を施して畝間であると仮定される領域を抽出し、この抽出された領域に統計処理を施して畝間を検出するように構成されても良い。このような構成の場合には、作業車両３は畝間に沿って自律走行するように構成する。このような構成であっても同様の効果が得られる。
【００８３】
また、図示による説明は省略するが、例えば作業車両３は、ＧＮＳＳを利用して自律走行が可能な構成であっても良い。このような構成としては、例えば作業車両３において、更に、ＧＮＳＳ衛星からの電波信号を受信するＧＮＳＳ受信装置、制御部の記憶部に予め格納された、走行経路情報や作業車両３が自律走行するための自律走行プログラム、作業車両３が自律走行する上で必要な情報、例えば作業車両３の走行速度や３次元的な姿勢などを検知するためのセンサなどを備える。そして、作業車両３は、制御部によって、ＧＮＳＳ衛星からの電波信号に基づいて作業車両３の位置を算出し、算出された位置と走行経路との偏差を算出し、作業車両３が走行経路に沿うように、左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの動作を制御することで、経路に沿った自律走行が可能となる。なお、このＧＮＳＳとともに、撮像装置８０によって撮像された画像に基づく作物の検出とを組み合わせた自律走行であっても良い。このような構成にすること、より正確に作物の列に沿った自律走行ができる。
【００８４】
また、作業車両３が左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間の空間１１５を通過する作物を検出する検出センサを備え、この検出センサの検出値に基づいて自律走行する軌跡の誤差を補正する構成であっても良い。検出センサとしては、接触また非接触のセンサ、例えば、赤外線センサや超音波センサなどを用いることができる。そして、制御部は、検出センサの検出値に基づいて左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの間の空間１１５を通過する作物の位置を識別し、この位置に基づいて自律走行する軌跡の誤差を補正する構成であっても良い。
【００８５】
また、作業車両３が備える装置は、圃場の管理に用いられるものであれば良く、薬液散布装置７０に限定されるものではない。例えば除草に用いるレーキを左右のクローラ走行装置１０Ｌ，１０Ｒの後部に取り付ける構成であっても良く、薬液散布装置７０の配管７５と同様に配置されて空間１１５を通過する作物を剪定する刈り取り装置を備える構成や、施肥機を備える構成や、収穫物を運搬する台車が連結される構成などであっても良い。また、作業車両３は、外部と情報を送受信する通信装置を更に設け、自律走行ではなく、作業車両３を作業者が外部の操作装置によって遠隔操作できる構成であっても良い。
【００８６】
本実施形態に係る作業車両１，２，３にはサイズによる限定はない。作業車両１，２，３は、例えば全長が約２５００ｍｍ、幅が約１５００ｍｍ、高さ約２０００ｍｍとすることができる。このような大きさの場合、クローラ走行装置１０は、全長が約２５００ｍｍ、幅が約５００ｍｍ、高さ約６００ｍｍとすることができ、クローラ走行装置１０の内部に形成される凹部２７は、前後方向の長さが約１５００ｍｍ、左右方向の幅が約３００ｍｍ、高さが約２５０ｍｍとすることができる。
【００８７】
また、以上に説明がなされた本実施形態に係る作業車両１，２，３などは、矛盾の生じない範囲で自由に組み合わせることができる。例えば、作業車両１が、連結フレーム１１に替わって、作業車両２の連結フレーム１１１を備える構成としても良く、作業車両１が作業車両３の撮像装置８０を備えて自律走行可能な構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明の作業車両は、田畑や果樹園などのあらゆる圃場における作物、例えば、ブドウ、梨、イチゴ、トマト、さくらんぼなどの果実の収穫作業を行う作業車両に適用することができ、特に、列を成して植えられた作物の果実の収穫作業に有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１，２，３  作業車両
１０  クローラ走行装置
１１，１１１  連結フレーム
１２  シート
１３  方向センサ
１４  カバー
２６  モータ（駆動源）
３０  制御部
３１  バッテリ
３５  回転センサ
６０  エンジン
６１  発電機
７０  薬液散布装置
【図１】
2020048585.tif 000003
【図２】
2020048585.tif 000004
【図３】
2020048585.tif 000005
【図４】
2020048585.tif 000006
【図５】
2020048585.tif 000007
【図６】
2020048585.tif 000008
【図７】
2020048585.tif 000009
【図８】
2020048585.tif 000010
【図９】
2020048585.tif 000011
【図１０】
2020048585.tif 000012
【図１１】
2020048585.tif 000013
【図１２】
2020048585.tif 000014
【図１３】
2020048585.tif 000015