(57)【要約】【課題】自律走行が可能であり、簡易な構成によって効率良く圃場における雑草の生育を阻害し、雑草の除去を行うことができる圃場管理車両を提供する。【解決手段】機体１０と、走行装置としての左右一対の前輪２０及び後輪２１と、自律走行するための自律走行プログラムを格納した制御部Ｃと、を備え、圃場の自律走行が可能であり、機体１０の下方に回転自在に支持され、土壌を押圧する押圧ローラ４０を有し、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２は、走行装置としての前輪２０と後輪２１との間に位置する。【選択図】図１
2016077241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体と、
左右一対の走行装置と、
自律走行するための自律走行プログラムを格納した制御部と、
を備え、
圃場の自律走行が可能であり、
前記機体の下方に回転自在に支持され、土壌を押圧する押圧ローラを有し、
前記押圧ローラの回転軸は、前記走行装置の前端と後端との間に位置することを特徴とする、圃場管理車両。
【請求項２】
前記押圧ローラの前記回転軸は、前記圃場管理車両の旋回中心軸と交わることを特徴とする、請求項１に記載の圃場管理車両。
【請求項３】
前記走行装置は、駆動輪と従動輪とから構成され、
前記押圧ローラの前記回転軸は、前記駆動輪の回転軸の下方に位置することを特徴とする、
請求項１または２に記載の圃場管理車両。
【請求項４】
前記走行装置は、クローラ式走行装置であり、
前記押圧ローラの前記回転軸は、前記クローラ式走行装置の接地部の前後方向略中央に位置することを特徴とする、
請求項１または２に記載の圃場管理車両。
【請求項５】
前記押圧ローラを土壌へ付勢する付勢部材を備えることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の圃場管理車両。
【請求項６】
前記押圧ローラは、複数の円形板部材から構成されることを特徴とする、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圃場管理車両。
【請求項７】
前記円形板部材の縁部が先細り形状であることを特徴とする、
請求項６に記載の圃場管理車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行によって雑草の除去や防除を行う圃場管理車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
圃場管理の一つとして作物の生育を阻害する雑草の除去や防除がある。雑草の除去や防除の方法としては、除草剤の散布、作業員の人力による除草、手押し型や乗車型の除草作業機による除草、動物による除草などがある。近年は、環境に与える負荷の低減や安全な食料の供給などの理由から、除草剤を用いない除草が要望されている。
【０００３】
しかし、作業員の人力による除草は、重労働であり作業員への負担が非常に重い。また、除草作業機による除草は、高価な除草作業機の購入にコストがかかる。また、作業員が除草作業機を操作しながら除草するため、作業員は除草作業に拘束されるので作業効率が悪い。動物による除草は、除草にむらができるとともに、飼育費用や飼育に係る作業が増加してしまう。
【０００４】
そこで、上記の課題を解決するために、自律走行によって雑草の除去や除去を行う圃場管理車両が提案されている。例えば、特許文献１には、装置本体と、左右一対の走行装置としてのクローラと、コントロール部とを備え、自律走行が可能な圃場走行装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９８６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成によれば、走行経路に生育する雑草や病害虫を走行手段としてのクローラによって土壌に押し付け、それ以降の繁殖を抑えることができ、農薬を用いることなく、雑草や病害虫の防除ができるとされている。また、特許文献１の構成によれば、除草装置、例えば、雑草を刈り取る機構を有することがなく、簡易な構成によって雑草の防除が可能である。しかしながら、特許文献１では、雑草の生育を阻害することができる範囲は、走行装置としてのクローラが接地する土壌に限られる構成である。つまり、走行経路における土壌であっても、クローラが接地しない土壌である、左右のクローラ間であって装置本体の下方の土壌においては、雑草の生育を阻害することができず、雑草の防除にむらができるとともにその効率が悪い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、自律走行が可能であり、簡易な構成によって効率良く圃場における雑草の生育を阻害し、雑草の防除を行うことができる圃場管理車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の圃場管理車両は、
機体と、
左右一対の走行装置と、
自律走行するための自律走行プログラムを格納した制御部と、
を備え、
圃場の自律走行が可能であり、
前記機体の下方に回転自在に支持され、土壌を押圧する押圧ローラを有し、
前記押圧ローラの回転軸は、前記走行装置の前端と後端との間に位置することを特徴とする。
【０００９】
更に、前記押圧ローラの前記回転軸は、前記圃場管理車両の旋回中心軸と交わることを特徴とする。
【００１０】
更に、前記走行装置は、駆動輪と従動輪とから構成され、
前記押圧ローラの前記回転軸は、前記駆動輪の回転軸の下方に位置することを特徴とする。
【００１１】
更に、前記走行装置は、クローラ式走行装置であり、
前記押圧ローラの前記回転軸は、前記クローラ式走行装置の接地部の前後方向略中央に位置することを特徴とする。
【００１２】
更に、前記押圧ローラを土壌へ付勢する付勢部材を備えることを特徴とする。
【００１３】
更に、前記押圧ローラは、複数の円形板部材から構成されることを特徴とする。
【００１４】
更に、前記円形板部材の縁部が先細り形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の圃場管理車両によれば、機体と、左右一対の走行装置と、自律走行するための自律走行プログラムを格納した制御部と、を備え、圃場の自律走行が可能であり、前記機体の下方に回転自在に支持され、土壌を押圧する押圧ローラを有し、前記押圧ローラの回転軸は、前記走行装置の前端と後端との間に位置するので、簡易な構成によって効率良く圃場における雑草の生育を阻害し、雑草の防除ができる。
【００１６】
更に、本発明の圃場管理車両によれば、前記押圧ローラの前記回転軸は、前記圃場管理車両の旋回中心軸と交わるので、旋回走行時における押圧ローラによる抵抗を低減でき、走行性が向上する。
【００１７】
更に、本発明の圃場管理車両によれば、前記走行装置は、駆動輪と従動輪とから構成され、前記押圧ローラの前記回転軸は、前記駆動輪の回転軸の下方に位置するので、旋回走行時における押圧ローラによる抵抗を低減でき、走行性が向上する。
【００１８】
更に、本発明の圃場管理車両によれば、前記走行装置は、クローラ式走行装置であり、前記押圧ローラの前記回転軸は、前記クローラ式走行装置の接地部の前後方向略中央に位置するので、旋回走行時における押圧ローラによる抵抗を低減でき、走行性が向上する。
【００１９】
更に、本発明の圃場管理車両によれば、前記押圧ローラを土壌へ付勢する付勢部材を備えるので、押圧ローラの土壌への押し付け力を容易に変更することができ、使い勝手がよい。また、土壌の凹凸による押圧ローラに加わる衝撃を付勢部材によって吸収することができ、走行性が向上する。
【００２０】
更に、本発明の圃場管理車両によれば、前記押圧ローラは、複数の円形板部材から構成されるので、旋回走行時における押圧ローラによる抵抗を効果的に低減でき、走行性が向上する。
【００２１】
更に、本発明の圃場管理車両によれば、前記円形板部材の縁部が先細り形状であるので、押圧ローラの縁部によって雑草を切断することができ、雑草の防除効果が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る圃場管理車両の一例が示された側面図である。
【図２】図１の圃場管理車両の平面図である。
【図３】図１の圃場管理車両の背面図である。
【図４】押圧ローラの側面図である。
【図５】押圧ローラの平面図である。
【図６】圃場管理車両の自律走行システムの一例を説明するための図である。
【図７】左旋回走行時における押圧ローラに作用する力を説明するための概略平面図である。
【図８】押圧ローラの変形例を示す平面図である。
【図９】別の実施形態に係る圃場管理車両の一例を示す主要部の側面図である。
【図１０】別の実施形態に係る圃場管理車両の一例を示す側面図である。
【図１１】図１０の圃場管理車両の平面図である。
【図１２】別の実施形態に係る圃場管理車両の一例を示す平面図である。
【図１３】別の実施形態に係る圃場管理車両の一例を示す側面図である。
【図１４】図１３の圃場管理車両の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について詳述する。なお、この明細書において、「前」とは圃場管理車両の前進方向を、「後」とは後進方向を、「左右」とはそれぞれ、前進方向に向かって「左右」を、「上下」とはそれぞれ、圃場管理車両の「上下」方向を意味するものとする。図１は本発明の実施形態に係る圃場管理車両１の一例を示す側面図であり、図２は図１の圃場管理車両１の平面図であり、図３は図１の圃場管理車両１の背面図であり、図４は押圧ローラ４０の側面図であり、図５は押圧ローラ４０の平面図である。
【００２４】
図１〜図３に示されるように、圃場管理車両１は、機体１０と、走行装置としての左右一対の前輪２０（２０Ｒ、２０Ｌ）及び後輪２１（２１Ｒ、２１Ｌ）をそれぞれ備える。機体１０は、主に樹脂から構成され、前後方向に長尺な略直方体である。左右一対の前輪２０は従動輪であり、左右一対の後輪２１は駆動輪である。また、圃場管理車両１は、機体１０の内部に左右一対の走行モータ２２（２２Ｒ、２２Ｌ）と、バッテリー２３と、圃場管理車両１が自律走行するための自律走行ユニット３０なども備える。詳細については後述するが、自律走行ユニット３０は、ここでは図示せぬ制御部Ｃを備える。制御部Ｃは、不図示の演算部や記憶部などから構成され、自律走行をするための自律走行プログラムなども有する。走行モータ２２や後述する各種装置は、制御部Ｃの制御下で動作する。また、圃場管理車両１は、機体１０の下方に押圧ローラ４０を備える。
【００２５】
左右一対の後輪２１（２１Ｒ、２１Ｌ）と左右一対の走行モータ２２（２２Ｒ、２２Ｌ）とは、それぞれ不図示のギヤを介して連動連結している。そして、左右一対の走行モータ２２は、駆動輪である左右一対の後輪２１をそれぞれ独立して回転させることができる。なお、走行モータ２２の電力は、バッテリー２３から供給される。
【００２６】
そして、左右の走行モータ２２Ｒ、２２Ｌによって、左右の後輪２１Ｒ、２１Ｌをそれぞれ独立して回転させることで、圃場管理車両１の前進、後進、旋回等を行うことができる。前進と後進時には、左右の後輪２１Ｒ，２１Ｌを同一方向かつ同一速度で回転させる。旋回時には、右の後輪２１Ｒと、左の後輪２１Ｌとを異なる速度で回転させる。また、右の後輪２１Ｒと、左の後輪２１Ｌとを逆方向に回転させることで、超信地旋回することができる。
【００２７】
なお、前輪２０及び後輪２１の外周面には、溝構造の図示せぬ複数のラグが形成される。ラグは、前輪２０及び後輪２１が土壌に接地する際、土壌をグリップして推進力を確保するためのものである。なお、ラグの形状や配置パターンなどは特に限定されるものではない。
【００２８】
ここで、走行装置としての前輪２０及び後輪２１は、走行時に雑草を土壌に押し付けて雑草の生育を阻害し、雑草を防除する役割も果たす。したがって、ラグは、前輪２０及び後輪２１の外周面が土壌とある程度の接地面積を確保できる形態とされることが好ましい。なお、前輪２０及び後輪２１による防除の対象は、雑草に限定されるものではなく、土壌への押し付けによって育成が阻害されるものであれば良い。前輪２０及び後輪２１は、例えば病害虫などに対しても防除効果を有する。
【００２９】
ここで、左右一対の走行装置は、上述の構成に限定されるものではなく、圃場管理車両１を走行可能（前進、後進、旋回など）とするものであれば良い。例えば、走行装置は、前輪が駆動輪である構成、前輪及び後輪が駆動輪である構成、従動輪を複数備える構成などであっても良く、クローラ式走行装置であっても良い。
【００３０】
図４、図５に示すように、押圧ローラ４０は、左右方向に延びる円柱形状であり、円柱の軸に沿う貫通孔を有する。そして、押圧ローラ４０は、連結機構５０を介して、機体１０の下方の左右の後輪２１（２１Ｒ、２１Ｌ）の間に備えられる。なお、図４において、後輪２１は二点破線で記載されている。
【００３１】
連結機構５０は、左右方向に延びる回動シャフト５１と、前後方向に延びる左右の連結アーム５２（５２Ｒ、５２Ｌ）と、補強アーム５３などから構成される。回動シャフト５１は、押圧ローラ４０の貫通孔に挿通される。右の連結アーム５２Ｒは、前端が機体１０の下部に回動自在に連結され、後端が回動シャフト５１の右端に固定される。左の連結アーム５２Ｌは、右の連結アーム５２Ｒと同様に、前端が機体１０の下部に回動自在に連結され、後端が回動シャフト５１の左端に固定される。
【００３２】
したがって、押圧ローラ４０は、回動シャフト５１を軸として回転自在である。さらに、押圧ローラ４０は、連結機構５０によって、機体１０に対して左右方向を軸として上下に揺動自在に支持される。
【００３３】
なお、右の連結アーム５２Ｒと左の連結アーム５２Ｌとの間には、補強アーム５３が形成される。より詳細には、補強アーム５３は、左右方向に延びる円筒部材であり、右端が右の連結アーム５２Ｒの前後方向の略中央に固定され、左端が左の連結アーム５２Ｌの前後方向の略中央に固定される。そして、補強アーム５３によって、連結機構５０の強度を向上させている。
【００３４】
また、圃場管理車両１は、機体１０と補強アーム５３との間に、付勢部材としてのコイルスプリング５４を備える。コイルスプリング５４は、収縮した状態で配設されており、押圧ローラ４０を土壌に押し付ける向きの力（付勢力）が働いている。
【００３５】
ここで、図４、図５において、ＡＸ１は駆動輪である後輪２１の回転軸を示し、ＡＸ２は押圧ローラ４０の回転軸を示す。そして、図４に示すように、ＡＸ２は、ＡＸ１を通る鉛直線Ｌ１上に位置している。つまり、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２は、後輪２１の回転軸ＡＸ１の下方に位置している。
【００３６】
上述のように機体１０の下方に備えられた押圧ローラ４０は、圃場管理車両１が走行する際、外周面が接地して回転する。そして、押圧ローラ４０は、自重とコイルスプリング５４の付勢力とによって雑草を土壌に押し付けて雑草の生育を阻害し、雑草を防除する役割を果たす。なお、押圧ローラ４０による防除の対象は、雑草に限定されるものではなく、土壌への押圧によって育成が阻害されるものであれば良い。押圧ローラ４０は、例えば病害虫などに対しても防除効果を有する。
【００３７】
次に、圃場管理車両１の自律走行について説明する。図６は、圃場管理車両１の自律走行システムの一例を説明するための図である。圃場管理車両１は、図６に示すように、自律走行システム６０によって、自律走行することが可能である。
【００３８】
自律走行システム６０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用するものであり、自律走行ユニット３０を有する圃場管理車両１に加えて、複数のＧＰＳ衛星６１によって構成される。
【００３９】
自律走行ユニット３０は、上述の制御部Ｃ、ＧＰＳ受信装置３１、操作装置３２、表示装置３３、記憶装置３４、通信装置３５、本体センサ３６などを備える。ＧＰＳ受信装置３１、操作装置３２、表示装置３３、記憶装置３４、通信装置３５、本体センサ３６などは、制御部Ｃと接続している。ＧＰＳ受信装置３１は、ＧＰＳ衛星６１からの電波信号を受信する。ＧＰＳ受信装置３１によって受信されたＧＰＳ衛星６１からの電波信号は、制御部Ｃに送信される。操作装置３２は、情報を入力するマウスやキーボード等であり、圃場管理車両１の自律走行に関する設定値などの情報を入力するものである。表示装置３３は、情報を表示する液晶ディスプレイ等であり、制御部Ｃにおける情報処理の状況や操作装置３２によって入力された各種情報を表示する。記憶装置３４は、各種情報を格納する。なお、記憶装置３４には、圃場管理車両１が自律走行する経路情報が予め格納されている。通信装置３５は、外部への情報の送信、及び外部からの情報の受信をする。本体センサ３６は、圃場管理車両１の作動の情報を検出するものである。
【００４０】
ここで、本体センサ３６は、圃場管理車両１の走行速度、３次元的な姿勢、走行モータ２２の回転数など、圃場管理車両１が自律走行する上で必要な情報を検知するためのセンサ類の総称である。より具体的には、左右の走行モータ２２Ｒ、２２Ｌの回転数センサ、車両方位センサ、車両傾斜センサなどである。これら本体センサ３６からの検知信号は、制御部Ｃに送信される。
【００４１】
このような構成の自律走行システム６０において、ある時刻に発信されたＧＰＳ衛星６１からの電波信号は、圃場管理車両１が備えるＧＰＳ受信装置３１により受信され制御部Ｃに送信される。制御部Ｃは、ＧＰＳ受信装置３１で受信した複数のＧＰＳ衛星６１からの電波信号に基づいて、圃場管理車両１の位置を自律走行プログラムにより演算する。
【００４２】
そして、圃場管理車両１は、演算した圃場管理車両１の位置情報と、予め記憶装置３４に格納された経路情報と、本体センサ３６からの検知信号とに基づいて、制御部Ｃに格納された自律走行プログラムによって左右の走行モータ２２Ｒ、２２Ｒの回転を制御することで、経路情報に応じた自律走行が可能である。
【００４３】
なお、自律走行システム６０は上述の構成に限定されるものではない。圃場管理車両１が自律走行可能な構成であれば良い。例えば、自律走行を行うエリアに、ＧＰＳ受信装置、通信装置などを有する基準局ユニットを複数設置し、圃場管理車両１が基準局ユニットと通信する構成としてもよい。上述の構成では、制御部ＣはＧＰＳ衛星６１からの電波信号に基づいて圃場管理車両１の位置を演算する。つまり、圃場管理車両１の位置は、ＧＰＳ衛星６１と圃場管理車両１との位置関係によってのみ算出される。しかし、自律走行システム６０が複数の基準局ユニットを備えることにより、ＧＰＳ衛星６１と圃場管理車両１との位置関係、ＧＰＳ衛星６１と基準局ユニットとの位置関係、基準局ユニットと圃場管理車両１との位置関係によって、圃場管理車両１の位置を算出することができる。したがって、圃場管理車両１の位置をより正確に算出することができ、高精度で圃場管理車両１の自律走行が可能となる。
【００４４】
また、上述の構成ではＧＰＳを利用する構成であるが、ＧＰＳを利用しない構成であってもよい。例えば、圃場管理車両１が周囲を撮像可能な撮像装置を備え、撮像装置によって撮像された画像に基づいて自律走行する構成であっても良い。撮像装置によって撮像された画像に画像処理を施すことで、圃場管理車両１の走行可能領域を識別して自律走行する構成であっても良い。このような構成であれば、圃場管理車両１のみによって自律走行が可能となり、自律走行システムが簡略化される。
【００４５】
また、圃場管理車両１が周囲の障害物を検出する障害物検出センサを備え、この障害物検出センサの検出値に基づいて自律走行する構成であっても良い。障害物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であり、障害物検出センサの検出値に基づいて圃場管理車両１の走行可能領域を識別して自律走行する構成であっても良い。例えば、作物が複数の列を形成して植えつけられた圃場で作物の条間（列と列の間）を自律走行する場合においては、障害物検出センサによって作物の条間（走行可能領域）を比較的容易に検出できるので、簡易な構成によって自律走行が可能となる。
【００４６】
また、圃場管理車両１は、通信装置３５によって、遠隔操作が可能な構成であっても良い。また、圃場管理車両１は、撮像装置によって撮像された画像を通信装置３５によって外部へ送信することが可能な構成であっても良い。このような構成にすることで、圃場管理車両１の作動状況や圃場の状態などを離れた場所から確認することができ、使い勝手が良くなる。
【００４７】
また、圃場管理車両１は、警報装置を備える構成であっても良い。警報装置は、圃場管理車両１が異常状態であるとき（例えば、自律走行が不可能となったとき）に、周囲に異常を知らせるものである。警報装置は特に限定されるものではなく、周囲に異常を知らせることが可能なものであれば良い。例えば、音や光によって周囲に異常を知らせるものである、警報音発生装置やランプ点滅装置などであっても良い。また、通信装置３５によって、外部に異常状態であること知らせる構成であっても良い。
【００４８】
また、圃場管理車両１は、威嚇装置を備える構成であっても良い。威嚇装置は、圃場に侵入する害獣を威嚇するものである。威嚇装置は特に限定されるものではなく、害獣を威嚇することが可能なものであれば良い。例えば、音や光によって害獣を威嚇する、威嚇音発生装置やランプ点滅装置などであっても良い。なお、上述の警報装置を威嚇措置として作動させる構成であっても良い。
【００４９】
また、圃場管理車両１は、バッテリー２３の蓄電量を検出するバッテリーセンサを備える構成であっても良い。そして、このバッテリーセンサが検出した値が所定値を下回る場合、上述の警報装置を作動させる。このような構成にすることで、バッテリー２３の電力不足による圃場管理車両１の自律走行の停止を防止し、自律走行を継続させることができる。
【００５０】
また、圃場管理車両１が上述のバッテリーセンサを備える場合、自律走行システム６０は外部へ電力を供給する給電装置を備える構成としても良い。なお、圃場管理車両１はこの給電装置の電力をバッテリー２３に充電する充電装置を備える。給電装置及び充電装置は特に限定されるものではなく、接触または非接触方式によって電力の供給及び充電を可能とする構成であっても良い。このような構成にすることで、圃場管理車両１はバッテリー２３の蓄電量に応じて給電装置の電力をバッテリー２３に充電させる自律走行が可能となる。したがって、作業員による圃場管理車両１のバッテリー２３の交換や充電作業が省略され、作業効率が向上する。なお、圃場管理車両１がバッテリーセンサに替わってタイマーを備える構成としても良い。このような構成にすることで、圃場管理車両１は所定の時間毎に給電装置の電力をバッテリー２３に充電させる自律走行が可能となる。
【００５１】
また、圃場管理車両１が自律走行する走行経路は特に限定されるものではなく、圃場管理車両１によって雑草の防除を行う場所を走行経路に設定すれば良い。例えば、圃場管理車両１の走行経路は、圃場を区画する畦畔や圃場内の作物の条間などであっても良い。なお、圃場管理車両１は、走行する土壌における雑草の生育を阻害し、雑草の防除を行う。したがって、圃場管理車両１の走行経路は、所定の走行経路を定期的に走行する走行経路とすることが好ましく、例えば、畦畔を周回走行する走行経路とすることが好ましく、雑草の防除効果を経時的に維持できる。
【００５２】
次に、圃場管理車両１による雑草の防除方法について詳述する。上述したように、圃場管理車両１は、走行することによって雑草の防除を行う。より詳細には、圃場管理車両１は、走行する際、走行装置としての前輪２０及び後輪２１で雑草を土壌に押し付け、踏み付けることによって、雑草の生育を阻害し、雑草の防除を行う。また、押圧ローラ４０は、自重とコイルスプリング５４の付勢力とによって地面に押し付けられている。そして、圃場管理車両１は、押圧ローラ４０を土壌に押し付けながら走行する。したがって、この押圧ローラ４０によっても、雑草を土壌に押し付けることができ、雑草の生育を阻害して雑草の防除を行う。
【００５３】
なお、押圧ローラ４０は回転自在に支持されているだけであり、動力源を必要としない構成である。したがって、圃場管理車両１は、簡易な構成によって雑草の防除を行うことが可能である。
【００５４】
また、この押圧ローラ４０は、機体１０の下方の左右の後輪２１の間に備えられる。したがって、走行の際に圃場管理車両１が雑草を防除する領域は、前輪２０及び後輪２１が接地する領域と、押圧ローラ４０が接地する領域である。つまり、圃場管理車両１は、圃場管理車両１の左右方向の幅の略全域の雑草の防除を行うことが可能であり、走行路上において雑草の防除にむらができず、効率が良い。
【００５５】
ここで、圃場管理車両１は、押圧ローラ４０を土壌に押し付けながら走行するため、この押圧ローラ４０が走行の妨げとなる場合が考えられる。例えば、地面に凹凸がある際、押圧ローラ４０が地面の凸部に乗り上げて駆動輪としての後輪２１が地面から浮き上がり、走行不能となる可能性がある。また、押圧ローラ４０が地面の凸部に衝突することで、走行抵抗が生じる。
【００５６】
しかしながら、押圧ローラ４０は、連結機構５０によって、機体１０に対して左右方向を軸として上下に揺動自在に支持されているため、押圧ローラ４０のみが上方に揺動して地面の凸部を良好に乗り越えることができる。したがって、圃場管理車両１は、地面の凹凸に起因する押圧ローラ４０による走行抵抗を低減することができ、走行性が良い。また、圃場管理車両１が走行不能となることを防止することができるので、圃場管理車両１が停止することがなく、作業効率が良い。
【００５７】
なお、押圧ローラ４０は、圃場管理車両１が直進または後進する際、回動シャフト５１を回転軸（ＡＸ２）として回転するため、走行抵抗とはなりにくい。一方で、圃場管理車両１が旋回走行する際には、押圧ローラ４０は走行抵抗として働く場合がある。そこで、図７に示すように、圃場管理車両１が点Ｏを中心（旋回中心軸）として左旋回走行する場合を例示して、押圧ローラ４０に作用する力について説明する。なお、図７は、左旋回走行時における押圧ローラ４０に作用する力を説明するための概略平面図である。
【００５８】
図７に示すように、圃場管理車両１は、左右の後輪２１Ｒ、２１Ｌの回転差によって旋回走行するので、点Ｏ（旋回中心軸）は後輪２１の回転軸ＡＸ１上に位置する。一方、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２は、上述したように、後輪２１の回転軸ＡＸ１の下方に位置しているので、平面視において、回転軸ＡＸ２と回転軸ＡＸ１とは同一直線上に位置している。そして、例えば、押圧ローラ４０の右側端部４０Ｒと右側端部４０Ｌにはそれぞれ矢印ＦＲ、ＦＬの方向に力が作用する。なお、矢印ＦＲの向きは、旋回中心軸Ｏを中心として右側端部４０Ｒを通る円弧ＣＲの接線方向であり、矢印ＦＬの向きは、旋回中心軸Ｏを中心として左側端部４０Ｌを通る円弧ＣＬの接線方向である。
【００５９】
つまり、押圧ローラ４０に作用する力は、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２に対して垂直方向である。そして、押圧ローラ４０が回転軸ＡＸ２（回動シャフト５１）を軸として回転することで、押圧ローラ４０に作用する力は走行抵抗になりくにくい。これは、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２が駆動輪である後輪２１の回転軸ＡＸ１の下方に位置しているためである。つまり、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２が圃場管理車両１の旋回中心軸Ｏと交わる位置に配置されているためである。したがって、圃場管理車両１は、旋回走行時における押圧ローラ４０による走行抵抗を低減でき、走行性が向上する。ここで、押圧ローラ４０の右側端部４０Ｒと左側端部４０Ｌに作用する力の大きさは異なるため、押圧ローラ４０にはねじれの力が発生し、この力は圃場管理車両１の走行抵抗となり得る。
【００６０】
なお、圃場管理車両１が右旋回走行する場合には、上述の左旋回時において、左右が逆になるだけであり、その説明は省略する。
【００６１】
ここで、押圧ローラ４０の構成は、上述の構成に限定されるものではなく、機体１０の下方に回転自在に支持され、土壌を押圧するものであれば良い。例えば、ここでは図示しないが、押圧ローラ４０は中空に形成されても良い。押圧ローラ４０が中空の場合には、側面に内部と連通する開閉可能な開口を形成し、この開口から押圧ローラ４０の内部に流動体、例えば水や砂等を入れることが可能な構成とする。このような構成にすることで、押圧ローラ４０の自重を容易に変更することができる。したがって、土壌の状態に応じて押圧ローラ４０の自重を変更することで、走行性を考慮した雑草の防除が容易にできる。
【００６２】
また、図８に示すような押圧ローラ１４０であっても良い。ここで、図８は押圧ローラの変形例の平面図であり、図５と同様の平面図である。なお、押圧ローラ１４０以外の構成は、上述の圃場管理車両１と同様の形態である。押圧ローラ１４０は、中央に貫通孔を有する複数の円板１４１（円形の板部材）から構成され、この貫通孔に連結機構５０の回動シャフト５１が挿通される。したがって、押圧ローラ１４０を構成する複数の円板１４１は、各々が回動シャフト５１を軸として回転自在である。
【００６３】
このような構成にすることで、押圧ローラ１４０は、雑草を土壌に押し付けるとともに切断することができるため、雑草の防除をより効果的に行うことができる。また、圃場管理車両１が旋回走行する際における、押圧ローラ１４０に作用するねじれの力が低減される。より詳細には、各円板１４１における右側端部と左側端部に作用する力の差が小さくなるため、押圧ローラ１４０に作用するねじれの力が低減される。また、圃場管理車両１が超信地旋回する場合には、圃場管理車両１の旋回中心軸は、左右の後輪２１間の中点となる。この時、この中点より右側に位置する円板１４１と左側に位置する円板１４１は、逆向きに回転することが可能である。したがって、押圧ローラ１４０は地面と擦り合わせられことがなく、超信地旋回における走行抵抗を低減することができる。したがって、圃場管理車両１は、旋回走行時における押圧ローラ１４０による走行抵抗を効果的に低減でき、走行性が向上する。
【００６４】
ここで、押圧ローラ１４０を構成する各円板の厚みは適宜設計でき、厚みが異なる複数の円板によって押圧ローラ１４０を構成しても良い。なお、円板の配置は、圃場管理車両１の左右方向の中心を軸として対称であることが好ましい。また、円板の先端、つまり外周端部は、先細り形状や鋸形状であっても良い。このような構成にすることで、押圧ローラ１４０による雑草の切断効果が向上し、雑草の防除をより効果的に行うことができる。
【００６５】
また、圃場管理車両は、複数の押圧ローラを備える構成であっても良い。例えば、図９に示すような圃場管理車両２であっても良い。圃場管理車両２は、上述の押圧ローラ４０の前方に、別の押圧ローラ２４０を備える構成である。ここで、図９は、別の実施形態に係る圃場管理車両２の主要部の側面図である。なお、この押圧ローラ２４０以外の構成は、上述の圃場管理車両１と同様の形態である。押圧ローラ２４０は、中央に貫通孔を有する円柱形状であり、外周面に外方に突出する切刃２４１を有する。押圧ローラ２４０は、連結機構５０左右の連結アーム５２に連結する支持アーム２４２によって、左右方向を軸として回転自在に支持されている。このような構成にすることで、押圧ローラ２４０によって雑草を切断するとともに、押圧ローラ４０によって雑草を土壌に押し付けることができるため、雑草の防除をより効果的に行うことができる。なお、押圧ローラ２４０の配置等は適宜設計でき、例えば、押圧ローラ２４０は、押圧ローラ４０とは別に、機体１０に回転自在に支持される構成であっても良い。
【００６６】
また、圃場管理車両は、上述したように、走行装置がクローラ式走行装置から構成されるものであっても良く、例えば図１０、図１１に示すような圃場管理車両３であっても良い。圃場管理車両３は、走行装置として左右一対のクローラ式走行装置１２０（１２０Ｒ、１２０Ｌ）を備える構成である。ここで、図１０は、別の実施形態に係る圃場管理車両３の側面であり、図１１は、図１０の圃場管理車両３の平面図である。なお、走行装置としてのクローラ式走行装置１２０の構成と押圧ローラ４０の位置以外は、上述の圃場管理車両１と同様の形態である。
【００６７】
クローラ式走行装置１２０は、駆動輪１２１、複数の従動輪１２２（１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、１２２ｆ、１２２ｇ）、クローラベルト１２３と、取付フレーム１２４などから構成される。クローラベルト１２３は、駆動輪１２１、複数の従動輪１２２に外接するように掛け回されており、下方に位置する接地部１２５が接地している。つまり、従動輪１２２ｃと従動輪１２２ｇとの間に位置するクローラベルト１２３が接地部１２５となる。左右のクローラ式走行装置１２０Ｒ、１２０Ｌのそれぞれの駆動輪１２１Ｒ、１２１Ｌは、左右の走行モータ２２Ｒ、２２Ｌにそれぞれ不図示のギヤを介して連動連結している。左右の走行モータ２２Ｒ、２２Ｌは、左右の駆動輪１２１Ｒ、１２１Ｌをそれぞれ独立して回転させることができる。
【００６８】
押圧ローラ４０は、上述の圃場管理車両１と同様の構成で機体１０に支持されている。なお、押圧ローラ４０の配置のみが異なる。押圧ローラ４０は、その回転軸ＡＸ２がクローラ式走行装置１２０の接地部１２５の前後方向略中央に位置している。
【００６９】
ここで、上述のような左右一対のクローラ式走行装置１２０を備える圃場管理車両３が旋回走行する際の旋回中心軸は、右のクローラ式走行装置１２０Ｒの接地部１２５Ｒの前後方向の中央と、左のクローラ式走行装置１２０Ｌの接地部１２５Ｌの前後方向の中央とを結ぶ直線Ｌ２上に位置する。したがって、圃場管理車両３の旋回走行の走行性を向上させる観点から、上述の圃場管理車両１と同様に、平面視において、押圧ローラ４０は、その回転軸ＡＸ２が直線Ｌ２と一致するように配置されることが好ましく、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２は、クローラ式走行装置１２０の接地部１２５の前後方向略中央に位置することが好ましい。つまり、押圧ローラ４０の回転軸ＡＸ２が旋回中心軸と交わる位置に配置されることが好ましい。そして、このような構成にすることで、圃場管理車両３は、旋回走行時における押圧ローラ４０による走行抵抗を低減でき、走行性が向上する。
【００７０】
なお、クローラ式走行装置１２０は、上述の構成に限定されるものではなく、従動輪１２２の数や側面視の形状などは、適宜設計でき、例えば、側面視の形状が三角形状に構成されるクローラ式走行装置であっても良い。
【００７１】
また、上述した圃場管理車両１、２、３は、左右の走行装置の駆動速度に差を生じさせることによって操舵を行う構成であるが、操舵装置によって走行装置の機体に対する向きを変えることによって操舵する構成であっても良い。例えば、図１２に示すような圃場管理車両４であっても良い。圃場管理車両４は、アッカーマン式の操舵装置２２０によって、左右の前輪２０の機体１０に対する向きを変更可能な構成である。ここで、図１２は、別の実施形態に係る圃場管理車両４の平面図であり、操舵装置２２０の構成以外は、上述の圃場管理車両１と同様の形態である。なお、図１２において、連結機構５０などの記載は省略している。また、圃場管理車両４は、操舵装置２２０を駆動する図示せぬモータを備える。
【００７２】
このような構成の圃場管理車両４は、旋回走行の走行性を向上させる観点から、押圧ローラ４０は、その回転軸ＡＸ２が平面視において走行装置の前端と後端との間、つまり、前輪２０と後輪２１との間に位置することが好ましい。このような構成にすることで、圃場管理車両４は、旋回走行時における押圧ローラ４０による走行抵抗を低減でき、走行性が向上する。
【００７３】
なお、圃場管理車両の操舵の構成は、上述の構成に限定されるものではない。ここでは図示しないが、例えば、従動輪としての前輪を機体の前部中央に一つ備え、駆動輪としての後輪を機体の後部の左右にそれぞれ一つ備え、操舵装置によって前輪の機体に対する向きを変更可能な構成であっても良い。
【００７４】
また、簡易な構成によって雑草の生育の阻害や病害虫の防除を行う観点から、圃場管理車両は、図１３、図１４に示すような押圧ローラ３４０を備える圃場管理車両５であっても良い。ここで、図１３は、別の実施形態に係る圃場管理車両５の側面図であり、図１４は、図１３の圃場管理車両５の背面図である。なお、圃場管理車両５は、押圧ローラ３４０の構成以外は、上述の圃場管理車両１と同様の形態である。
【００７５】
押圧ローラ３４０は、前後に延びる略円柱形状であり、前部３４１は前方から後方へ向けて拡径するテーパ形状であり、後部３４２は同一径の円柱形状である。押圧ローラ３４０は、円柱の軸に沿う貫通孔を有する。押圧ローラ３４０の貫通孔には、前後方向に延びる回動シャフト３５１が挿通される。回動シャフト３５１は、前端と後端が機体１０に固定される。そして、押圧ローラ３４０は、前輪２０と後輪２１の間に、回動シャフト３５１を軸として回転自在に機体１０に支持される。なお、押圧ローラ３４０は、前部３４１及び後部３４２の外周面に、螺旋状に突出した図示せぬ突起部を有し、後部３４２の外周面が接地している。
【００７６】
このような構成にすることで、圃場管理車両５が走行することによって、押圧ローラ３４０は、回動シャフト３５１を軸（前後方向を軸）として回転する。そして、押圧ローラ３４０は、回転しながら雑草を土壌に押し付けるとともに、雑草を切断することができるため、雑草の防除をより効果的に行うことができる。
【００７７】
なお、押圧ローラ３４０は上述の構成に限定されるものではない。例えば、押圧ローラ３４０は、テーパ形状の前部３４１を有さない円柱形状であっても良く、図示せぬ突起部を備えない構成であっても良い。また、圃場管理車両５は、押圧ローラ３４０を前後方向を軸として回転させる回転装置を備え、押圧ローラ３４０を強制的に回転させながら走行する構成であっても良い。このような構成であっても、上述と同様に、雑草の防除をより効果的に行うことができる。
【００７８】
また、本発明は上述の例に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内であらゆる形態を取ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の圃場管理車両は、田畑、水田、果樹園などのあらゆる圃場における雑草の生育を阻害し、雑草の防除を行う圃場管理車両に適用しうる。
【符号の説明】
【００８０】
１、２、３、４、５  圃場管理車両
１０  機体
２０  前輪（従動輪）
２１  後輪（駆動輪）
２２  走行モータ
２３  バッテリー
３０  自律走行ユニット
４０、１４０、２４０、３４０  押圧ローラ
５４  コイルスプリング（付勢部材）
６０  自律走行システム
１２０  クローラ式走行装置
１２５  接地部
ＡＸ１  駆動輪の回転軸
ＡＸ２  押圧ローラの回転軸
Ｃ  制御部
Ｏ  旋回中心軸
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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