(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圃場に誘導ケーブルを敷設し、この誘導ケーブルに電流を流すことによって発生する磁界を検出しながら自動走行するトラクタ、田植機、管理機、コンバインなどの農用車輌において、
上記農用車輌に装備する一対の磁界検出器を、車体の幅方向中心位置から左右にオフセット可能とし、そのオフセット位置を予め設定した位置とするか、あるいは設定量オフセットすると共に、その設定位置から左右への移動を微調整可能としたことを特徴とする自動走行式農用車輌の走行制御装置。
【請求項２】
上記磁界検出器を左右方向に適当な間隔で複数個配置し、それらを切換えて使用可能としたことを特徴とする請求項１記載の自動走行式農用車輌の走行制御装置。
【請求項３】
上記磁界検出器の左右中心と誘導ケーブルの位置とのずれを表示する走行補助装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の自動走行式農用車輌の走行制御装置。
【請求項４】
上記磁界検出器を車体の前後位置に取付けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の自動走行式農用車輌の走行制御装置。
【請求項５】
圃場に敷設した誘導ケーブルより発生する磁界を農用車輌に装備する一対の磁界検出器により検出しながら、該誘導ケーブルに沿って自動走行する農用車輌において、
耕耘整地、代掻、基肥施用、田植、播種、雑草防除、追肥、病害虫防除、収穫などの各種作業のうち、最も作業幅の広い作業を行う作業経路に沿って圃場に誘導ケーブルを敷設し、
上記各種作業の実作業幅を誘導ケーブルの敷設間隔の１／１、１／２、１／３、１／４あるいは１より小さい値とし、
上記磁界検出器を、車体の幅方向中心位置から左右にオフセット可能とし、そのオフセット位置を予め設定した位置とするか、あるいは設定量オフセットすると共に、その設定位置から左右への移動を微調整可能とし、同一の敷設誘導ケーブルのみにより、上記各種圃場内作業の自動走行を可能にしたことを特徴とする自動走行式農用車輌の走行方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圃場に誘導ケーブルを敷設し、この誘導ケーブルに電流を流すことによって発生する磁界を検出しながら自動走行して各種の作業を行うようにした自動走行式農用車輌の走行制御装置及び走行方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導ケーブルにより農用車輌が自動走行する場合、従来は、誘導ケーブルの位置に車輌の幅方向中心を合わせて走行させる方法がとられていた。また、誘導ケーブルから発生する磁界を検出する磁界検出器は、車輌の前方（前側）のみに取付けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような誘導ケーブルの位置に車輌の幅方向中心を合わせる方法では、同一の敷設誘導ケーブルを利用した場合、車輌は常に同じ経路を走行することになり、作業幅の異なる作業の自動走行を行うことはできなかった。また、磁界検出器は車輌の前方のみに取付けられているので、走行経路の誤差が比較的大きくなる問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題点を解決することを目的になされたもので、圃場に敷設した同一の誘導ケーブルのみにより、トラクタ、田植機、管理機、コンバインなどの農用車輌を自動走行させ、耕耘整地から収穫までの作業幅の異なる各種作業を、省力的、かつ高精度に行えるようにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、
Ａ．圃場に誘導ケーブルを敷設し、この誘導ケーブルに電流を流すことによって発生する磁界を検出しながら自動走行するトラクタ、田植機、管理機、コンバインなどの農用車輌において、
上記農用車輌に装備する一対の磁界検出器を、車体の幅方向中心位置から左右にオフセット可能とし、そのオフセット位置を予め設定した位置とするか、あるいは設定量オフセットすると共に、その設定位置から左右への移動を微調整可能としたことを特徴としている。
【０００６】
Ｂ．上記磁界検出器を左右方向に適当な間隔で複数個配置し、それらを切換えて使用可能としたことを特徴としている。
【０００７】
Ｃ．上記磁界検出器の左右中心と誘導ケーブルの位置とのずれを表示する走行補助装置を設けたことを特徴としている。
【０００８】
Ｄ．上記磁界検出器を車体の前後位置に取付けたことを特徴としている。
【０００９】
Ｅ．圃場に敷設した誘導ケーブルより発生する磁界を農用車輌に装備する一対の磁界検出器により検出しながら、該誘導ケーブルに沿って自動走行する農用車輌において、
耕耘整地、代掻、基肥施用、田植、播種、雑草防除、追肥、病害虫防除、収穫などの各種作業のうち、最も作業幅の広い作業を行う作業経路に沿って圃場に誘導ケーブルを敷設し、
上記各種作業の実作業幅を誘導ケーブルの敷設間隔の１／１、１／２、１／３、１／４あるいは１より小さい値とし、
上記磁界検出器を、車体の幅方向中心位置から左右にオフセット可能とし、そのオフセット位置を予め設定した位置とするか、あるいは設定量オフセットすると共に、その設定位置から左右への移動を微調整可能とし、同一の敷設誘導ケーブルのみにより、上記各種圃場内作業の自動走行を可能にしたことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
上記の構成及び手段によって本発明の自動走行式農用車輌の走行制御装置及び走行方法は、次のような作用をする。
【００１１】
▲１▼．農用車輌における磁界検出器の取付け位置が、各種作業の作業幅によって変更され、最大幅の作業（１／１）では機体中央に、最大幅の１／２、１／３、１／４など、１より小さい幅の作業では、それぞれの作業幅によって所定の位置にオフセットされ、また、複数個配置した磁界検出器を切換えて使用する。
【００１２】
▲２▼．そして、作業幅が最大の作業（例えば、基肥施用、播種、雑草防除、追肥、病害虫防除など）については、全ての圃場内作業（直進及び旋回）を同一の誘導ケーブルの真上に沿って農用車輌を自動走行させて行う。
【００１３】
▲３▼．また、最大幅の作業の１／２、１／３、１／４などの幅の作業（例えば、耕耘、代掻、田植、収穫など）については、直進走行を同一の誘導ケーブルに沿って自動的に行い、旋回は運転者のハンドル操作で行う。作業幅の狭い作業においては、磁界検出器を誘導ケーブルの真上だけでなく、オフセットさせた状態で自動的に走行を行う。
【００１４】
▲４▼．また、作業幅の狭い作業において、運転者がハンドル操作により旋回を行って次の行程に入るときに、走行補助装置に表示された磁界検出器の左右中心と誘導ケーブルの位置とのずれによって、位置合わせが容易に行われる。
【００１５】
▲５▼．磁界検出器が車体の前後位置に取付けられていることで、車輌の走行経路の誤差が大きくなることがない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付の図面に基づいて具体的に説明する。
【００１７】
図４ないし図８において、符号１は圃場で、この圃場１には誘導ケーブル２が敷設（埋設）され、該誘導ケーブル２に発信機３から電流を流し、磁界を発生させる。この磁界を検出しながらトラクタ、田植機、管理機、コンバインなどの、作業機５を備えた農用車輌４が自動走行する。上記誘導ケーブル２は、耕耘整地、代掻、基肥施用、田植、播種、雑草防除、追肥、病害虫防除、収穫などの各種作業のうち、最も作業幅の広い作業を行う作業経路に沿って圃場１に敷設されている。
【００１８】
上記誘導ケーブル２の敷設は、圃場の基盤整備や暗渠施工等の際に行う。
【００１９】
地盤沈下等により圃場内の誘導ケーブル２が引っ張られた場合にも、断線しないように適当な間隔で遊びを設けておく。
【００２０】
農用車輌４には、誘導ケーブル２からの磁界を検出するためのコイルからなる左右一対の磁界検出器６，６が設けられている。また、圃場１の外周部には、農用車輌４の位置を確認（認識）するための反射板ａ〜ｈ、ａ〜ｌが設けられている。そして、農用車輌４及び作業機５は、圃場１内を誘導ケーブル２に沿ってマル数字（▲１▼〜）の順に走行して作業を行う。
【００２１】
農用車輌４に設けられる磁界検出器は、図１及び図２に示すように構成されている。
【００２２】
図１（ａ）は、従来周知のものと同様に、磁界検出器６，６を農用車輌４の前部に支持部（レール）７を介して車体の幅方向中心位置に装備したものである。図１（ｂ）及び（ｃ）は、磁界検出器６，６を支持部７に沿って車体の幅方向中心位置から左右にオフセット可能に設け、そのオフセット位置を予め設定した位置とするか、あるいは設定量オフセットすると共に、その設定位置から左右への移動を検出位置微調整装置１３により行うようにしたものである。
【００２３】
図１（ｄ）は、農用車輌４の前部に磁界検出器６，６を左右にオフセット可能に設けるほか、農用車輌４の後部にも磁界検出器６ａ，６ａを左右にオフセット可能に設けたものである。図１（ｅ）は、農用車輌４の前部に各一対の磁界検出器６ｂ，６ｂを左右方向に適当な間隔で２組配置し、そのうちの１組または２組のものを検出器切換装置６ｃにより切換えて使用するようにしたものである。
【００２４】
磁界検出器６，６を左右にオフセット可能に設ける構成の一例を図２に示す。車体から左右方向に延びる支持部（レール）７の左右両端に一対のプーリ９を取付け、このプーリ９，９間にエンドレスワイヤ１０を巻回し、該エンドレスワイヤ１０をモータ１１により正逆回転するようにしている。該エンドレスワイヤ１０には磁界検出器６，６が取付けベース６ｄを介して取付けられ、取付けベース６ｄに形成した係合突起６ｅが支持部７に形成した複数の係合凹部８に選択的に係合して位置決めされるようになっている。
【００２５】
支持部７は、車体に取付けられたガイド１２に支持されると共に、ヒンジ部が車体に左右移動可能に取付けられた検出位置微調整装置（横移動シリンダ）１３に支持されており、横移動シリンダ１３の伸縮により左右方向に移動する。また、支持部７は、横移動シリンダ１３に支持された位置でヒンジ１４により左右方向に回動可能に支持されており、図示しない電動シリンダ、油圧シリンダ、または手動で左右回動させるようにしている。
【００２６】
そして、例えば、作業幅７．２ｍ、３．６ｍ、２，．４ｍ、１．８ｍの各作業を行う場合には、オフセット量を０ｍ、０．９ｍ、１．８ｍ、２．４ｍ、２．７ｍの５段階に変える必要があるが、これらのオフセット量に合わせて係合凹部８ａを設けることにより、正確なオフセット量の位置決めが可能となる。上記以外の作業幅に適応させたい場合には、横移動シリンダ１３を伸縮させて支持部７を横移動させて調節すればよい。
【００２７】
図３に、磁界検出器６，６（車輌４）の左右中心と、誘導ケーブル２の位置とのずれを表示する走行補助装置を示す。この装置は、磁界検出器６，６にそれぞれ信号整形器１５を設け、これを信号比較器１６で比較して制御装置１７により制御し、また、表示装置１８に表示するようにしたものである。そして、表示装置１８には、磁界検出器６，６の左右中心と誘導ケーブル２の位置とのずれが表示され、運転者はそのずれを見て修正することができる。
【００２８】
図４ないし図８の作業例では、各種作業（作業機５）の実作業幅を、誘導ケーブル２の敷設間隔の１／１、１／２、１／３、１／４あるいは１より小さい値とし、磁界検出器６，６ａ，６ｂを、車体の幅方向中心位置から左右にオフセット可能とし、そのオフセット位置を予め設定した位置とするか、あるいは設定量オフセットすると共に、その設定位置から左右への移動を微調整可能とすることで同一の敷設誘導ケーブル２のみにより、各種圃場内作業の自動走行を可能にしている。
【００２９】
また、図４ないし図８に示す圃場１は、畦畔の中心から次の畦畔の中心までが３０ｍの水田であり、図４は雑草防除、追肥、病害虫防除などの管理作業において、作業幅７．２ｍで四隅を旋回散布する場合である。この場合、磁界検出器６，６はオフセットされずに取付けられる。また、作業機５の散布の開始及び停止は、光電センサ１９より発せられ反射板ａ〜ｈで反射された光を光電センサ１９の受光部で受けることにより、作業機５に取付けられた電磁バルブ（液剤散布の場合）またはモータ（粒状物散布の場合）などのオン・オフにより行う。例えば、(1)の行程では、反射板ｃまたはｈの位置で散布を開始し、反射板ｄまたはｇの位置で散布を中止する。また、例えば、旋回部(5)ではｇの位置で旋回中心側のブームからの散布を中止し、ｆの位置で同ブームからの散布停止を解除する。
【００３０】
図５は、雑草防除、追肥、病害虫防除などの管理作業、散播、基肥散布（施用）作業において、作業幅７．２ｍで四隅まで散布する場合である。作業機５の散布の開始及び停止は、上記と同様に行うほか、反射板ｂ，ｄ，ｆ，ｈの位置で車輌４を停止させた後、操舵を固定させて後進させる。反射板ｉ，ｊ，ｋ，ｌの位置では後進を停止させた後、散布を開始すると共に前進させる。なお、例えば▲４▼の行程のｋの位置で散布を開始した後、ｆの位置で光電センサ１９が受光するが、この場合はそのまま散布を続けるように予めプログラムに組み込んでおく。
【００３１】
図６は、耕耘作業、田植（６条植え）作業などにおいて、作業幅１．８ｍで作業する場合である。図７は、田植（８条植え）作業などにおいて、作業幅２．４ｍで作業する場合である。図８は、収穫（６条刈り）作業において、作業幅１．８ｍで作業する場合である。図６ないし図８においては、磁界検出器６，６はオフセットされることが多く、直進部のみ誘導ケーブル２に沿って自動走行が行われる。旋回部では、運転者が表示装置１８を見ながらハンドル操作により旋回を行う。
【００３２】
図９（ａ）は、作業機５の作業幅と誘導ケーブル２の埋設間隔が等しい場合を示している。図９（ｂ）は、作業機５の作業幅が誘導ケーブル２の１／２である場合を示している。図１０（ａ）及び（ｂ）は、作業機５の作業幅と誘導ケーブル２の埋設間隔が整数倍でない場合を示している。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の自動走行式農用車輌の走行方法及び走行制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３４】
▲１▼．同一の誘導ケーブルのみで各種作業の自動走行を行うことができるため、コストを低減することができる、
▲２▼．農用車輌は運転者が操縦しなくても直進走行が可能になるため、長時間作業時の疲労を軽減することができる。
▲３▼．作業幅が広くセンターマーカが使用できない作業において、マーカの代用のポール等を立てることなく作業ができるようになり、省力化が図られる。
【００３５】
▲４▼．田植、播種作業において、真っ直ぐに苗を植付け、あるいは播種を行うことができるようになるため、作業精度が向上し、雑草防除、追肥、病害虫防除、収穫などの後作業を容易に行うことができる。
▲５▼．耕耘整地、代掻作業では、作業の重複幅を最小限とすることが可能になるため、作業効率を向上させることができる。
▲６▼．直進作業中に、肥料、苗、農薬等の資材補給ができるようになるため、作業効率を向上させることができる。
【００３６】
▲７▼．運転者が乗車することなく農薬散布作業ができるようになるため、運転者への農薬被曝を解消することができる。
▲８▼．収穫作業では、従来の技術でも作物列を検出して自動直進走行が可能であるが、従来の技術では条間に株がある場合の誤動作、散播作物には使用できなかった、という問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｅ）は農用車輌に対する磁界検出器の取付け状態及び使用状態の説明図である。
【図２】農用車輌に対する磁界検出器の取付け状態の一例の正面図である。
【図３】車輌と敷設ケーブルとのずれを表示する装置のブロック図である。
【図４】圃場における雑草防除・追肥・病害虫防除作業時（四隅旋回散布＝実作業幅７．２ｍ）の説明図である。
【図５】基肥施用・散播・雑草防除・追肥・病害虫防除作業時（四隅散布＝実作業幅７．２ｍ）の説明図である。
【図６】耕耘・田植（６条）作業時（実作業幅１．８ｍ）の説明図である。
【図７】田植（８条）作業時（実作業幅２．４ｍ）の説明図である。
【図８】収穫（６条刈り）作業時（実作業幅１．８ｍ）の説明図である。
【図９】農用車輌に対し磁界検出器をオフセットしない状態（ａ）、オフセットした状態（ｂ）の説明図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は農用車輌に対し磁界検出器をオフセットした状態の作業説明図である。
【符号の説明】
１  圃場
２  誘導ケーブル
３  発信機
４  農用車輌
５  作業機
６，６ａ，６ｂ  磁界検出器  ６ｃ  検出器切換装置  ６ｄ  取付けベース  ６ｅ  係合突起
７  支持部（レール）
８  係合凹部
９  プーリ
１０  エンドレスワイヤ
１１  モータ
１２  ガイド
１３  検出位置微調整装置（横移動シリンダ）
１４  ヒンジ
１５  信号整形器
１６  信号比較器
１７  制御装置
１８  表示装置
１９  光電センサ
ａ〜ｈ，ａ〜ｌ  反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003639854.tif 000009
【図９】
0003639854.tif 000010
【図１０】
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