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公開番号2021104004
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210726
出願番号2019237910
出願日20191227
発明の名称作業機
出願人株式会社クボタ
代理人特許業務法人安田岡本特許事務所
主分類A01B 63/114 20060101AFI20210625BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】精度のよい耕深検出を行うことのできる作業機を提供する。
【解決手段】作業機は、走行車両と、走行車両の後方に配置され、連結装置を介して連結される耕耘装置と、連結装置に取り付けられ、且つ地面までの距離を測定する距離センサ58と、水平に対する耕耘装置の傾斜角度を検出する傾斜センサ59と、距離センサで測定した距離と、傾斜センサで検出した傾斜角度と、に基づいて耕耘装置の耕深を算出する耕深算出部80a1と、耕耘装置が接地している場合に耕深算出部が算出した耕深に基づいて補正値を設定する補正設定部80a4と、補正設定部が設定した補正値によって耕深算出部が算出した耕深を補正する補正部80a5と、を備えている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
走行車両と、
前記走行車両の後方に配置され、連結装置を介して連結される耕耘装置と、
前記連結装置に取り付けられ、且つ地面までの距離を測定する距離センサと、
水平に対する前記耕耘装置の傾斜角度を検出する傾斜センサと、
前記距離センサで測定した距離と、前記傾斜センサで検出した傾斜角度と、に基づいて前記耕耘装置の耕深を算出する耕深算出部と、
前記耕耘装置が接地している場合に前記耕深算出部が算出した前記耕深に基づいて補正値を設定する補正設定部と、
前記補正設定部が設定した前記補正値によって前記耕深算出部が算出した前記耕深を補正する補正部と、
を備えている作業機。
続きを表示(約 530 文字)【請求項2】
前記耕耘装置の個別情報を取得する第1取得部と、
前記耕耘装置に対する前記距離センサ及び前記傾斜センサの寸法情報を取得する第2取得部と、
前記第1取得部が取得した前記個別情報と、前記第2取得部が取得した前記寸法情報と、前記補正設定部が設定した前記補正値と、を対応付けて記憶する記憶部と、
を備え、
前記耕深算出部は、前記距離センサで測定した距離と、前記傾斜センサで検出した傾斜角度と、前記第2取得部が取得した前記寸法情報と、に基づいて前記耕耘装置の耕深を算出し、
前記補正部は、前記記憶部が記憶している前記補正値によって前記耕深算出部が算出した前記耕深を補正する請求項1に記載の作業機。
【請求項3】
前記耕深算出部が算出した耕深と、前記補正部が補正した補正後の耕深と、の偏差が所定以上である場合、前記耕耘装置が有する耕耘爪の摩耗の報知を行う報知装置を備えている請求項1又は2に記載の作業機。
【請求項4】
前記第1取得部が取得する前記個別情報、及び/又は前記第2取得部が取得する前記寸法情報を設定可能な設定画面を表示する表示装置を備えている請求項2又は3に記載の作業機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、耕耘装置を備えている作業機に関する。
続きを表示(約 8,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に開示されている作業機は、走行車両と、走行車両に装着される耕耘機(耕耘装置)とを備えている。耕耘機は、圃場を耕耘する耕耘部と、耕耘部を覆う耕耘カバーとを有する。耕耘カバーは、耕耘部の上方を覆う主カバーと、耕耘部の後方を覆う後部カバーとを有する。後部カバーは、主カバーの後端部に上下揺動可能に枢支されており、該後部カバーの下端部は、耕耘された既耕地に接地して該既耕地を整地する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2007−49925号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示されている作業機においては、後部カバーの揺動変位に基づいて耕耘機を昇降制御することにより、所定の耕深(耕耘の深さ)で耕耘するようにしている。
しかしながら、後部カバーの揺動変位(後部カバーの下端部の高さ変位)は、土質の条件や耕耘の条件等の作業条件によって変わるので、精度のよい耕深検出を行うのが困難である。また、耕耘装置の地面に対する高さを検出するセンサを設けて耕深を算出する場合、当該センサの取り付け位置や、耕耘装置の摩耗によるばらつきが生じる等の問題があった。
【0005】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、精度のよい耕深検出を行うことのできる作業機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る作業機は、走行車両と、走行車両の後方に配置され、連結装置を介して連結される耕耘装置と、連結装置に取り付けられ、且つ地面までの距離を測定する距離センサと、水平に対する耕耘装置の傾斜角度を検出する傾斜センサと、距離センサで測定した距離と、傾斜センサで検出した傾斜角度と、に基づいて耕耘装置の耕深を算出する耕深算出部と、耕耘装置が接地している場合に耕深算出部が算出した耕深に基づいて補正値を設定する補正設定部と、補正設定部が設定した補正値によって耕深算出部が算出した耕深を補正する補正部と、を備えている。
【0007】
また、作業機は、耕耘装置の個別情報を取得する第1取得部と、耕耘装置に対する距離センサ及び傾斜センサの寸法情報を取得する第2取得部と、第1取得部が取得した個別情報と、第2取得部が取得した寸法情報と、補正設定部が設定した補正値と、を対応付けて記憶する記憶部と、を備え、耕深算出部は、距離センサで測定した距離と、傾斜センサで検出した傾斜角度と、第2取得部が取得した寸法情報と、に基づいて耕耘装置の耕深を算出し、補正部は、記憶部が記憶している補正値によって耕深算出部が算出した耕深を補正する。
【0008】
また、耕深算出部が算出した耕深と、補正部が補正した補正後の耕深と、の偏差が所定以上である場合、耕耘装置が有する耕耘爪の摩耗の報知を行う報知装置を備えている。
また、第1取得部が取得する個別情報、及び/又は第2取得部が取得する寸法情報を設定可能な設定画面を表示する表示装置を備えている。
【発明の効果】
【0009】
上記作業機によれば、精度のよい耕深検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
連結枠に耕耘装置を装着した状態を示す側面一部断面図である。
連結枠を示す正面図である。
作業機のブロック図を示す図である。
耕深の算出方法を説明するための線図である。
設定画面を示す図である。
アプリケーション画面を示す図である。
第1表示部及び第2表示部の表示状態を示す図である。
基準設定画面を示す図である。
連結枠に耕耘装置を装着して車体に連結した全体側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図8は、走行車両1に取り付けられた連結装置2に耕耘装置3を連結した作業機4を示している。本実施形態では、走行車両1として、トラクタが例示されている。また、耕耘装置3として、ロータリ耕耘装置3が例示されている。本実施形態においては、図8の矢印A1方向(作業機4の前進方向)を前方、図8の矢印A2方向(作業機4の後進方向)を後方として説明する。したがって、図8の手前側が左方であり、図8の奥側が右方である。また、前後方向に直交する水平方向を車体幅方向として説明する。
【0012】
図8に示すように、作業機4は、走行可能な車体1Aを有する。車体1Aは、原動機(図示省略)と、動力伝達ケース(変速装置)5とを有する。原動機は、ディーゼルエンジン等のエンジンである。原動機は、電動モータであってもよいし、ディーゼルエンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。
動力伝達ケース5は、例えば、フライホイールを収容するフライホイールハウジングと、フライホイールを介して伝達される原動機の動力を断続可能に伝達するクラッチを収容するクラッチハウジングと、クラッチを介して伝達される動力を変速する動力伝達ケース5を収容するミッションケースとを直結して構成される。
【0013】
図8に示すように、作業機4は、車体1Aを走行可能に支持する走行装置6を有する。走行装置6は、例えば、車輪型の走行装置6であり、車体1Aの前部に設けられた前輪6Fと、車体1Aの後部に設けられた後輪6Rとを有する。
図1A、図8に示すように、車体1Aの背面には、PTO軸8が後方に突出状に設けられている。PTO軸8は、作業機4の動力(原動機の動力)を外部に取り出す出力軸である。また、車体1Aの後部には、油圧装置9が搭載されている。油圧装置9は、内部に油圧シリンダを有すると共に、該油圧シリンダによって駆動されて上下に揺動する左のリフトアーム10L及び右のリフトアーム10Rを有する。
【0014】
図1A、図8に示すように、ロータリ耕耘装置3を連結する連結装置2は、車体1Aの後部に取り付けられている。連結装置2は、三点リンク機構11等のリンク機構と、連結枠12とを有する。三点リンク機構11は、トップリンク13と、第1ロワーリンク14L及び第2ロワーリンク14Rとを有する。トップリンク13は、車体1Aの上部後方で且つ車体幅方向の中央部に配置される。トップリンク13の前部は、車体1Aの背面に取り付けられたトップリンクブラケット15に枢支連結されている。第1ロワーリンク14L及び第2ロワーリンク14Rは、車体1Aの下部後方に、車体幅方向で並べて配置されている。各ロワーリンク14L、14Rの前部は、車体1Aに固定されたロワーリンクブラケット16に枢支連結されている。第1ロワーリンク14Lの中途部と左のリフトアーム10Lとは、左のリフトロッド60Lによって連結されている。また、第2ロワーリンク14Rの中途部と右のリフトアーム10Rとは、右のリフトロッド60Rによって連結されている。したがって、左のリフトアーム10L及び右のリフトアーム10Rを駆動して上下に揺動させることにより、第1ロワーリンク14L及び第2ロワーリンク14Rが上下に揺動する。
【0015】
図1A及び図1Bに示すように、連結枠12は、主枠17を有する。主枠17は、角パイプ等を屈曲することで形成されている。上部17Aは、正面視で上方に向けて凸形状となる湾曲状に形成されている。第1側部17Lは、上部17Aの左下端(一側下端)から左斜め下方(下方に向かうにつれて左方に移行する傾斜方向)に延出されている。第2側部17Rは、上部17Aの右下端(他側下端)から右斜め下方(下方に向かうにつれて右方に移行する傾斜方向)に延出されている。したがって、第1側部17Lと第2側部17Rとは、下方に向かうにつれて車体幅方向の間隔が漸次広がるように主枠17から延出されている。第1側部17Lと第2側部17Rの上部同士は、角パイプ等で形成された補強部材18によって連結されている。
【0016】
図1A、図1Bに示すように、主枠17の上部17Aには、上係合ブラケット19が固定されている。上係合ブラケット19は、上部にリンク連結部20を有する。リンク連結部20には、トップリンク13の後部が枢支連結される(図1A参照)。また、上係合ブラケット19は、後部に係合部21を有する。係合部21は、第1係合部位21A及び第2係合部位21Bを含む。第1係合部位21A及び第2係合部位21Bは、フック状に形成され、第1係合部位21Aは、第2係合部位21Bの上方に設けられている。
【0017】
図1A、図1Bに示すように、第1側部17Lの下端部には、第1下係合ブラケット22Lが固定され、第2側部17Rの下端部には、第2下係合ブラケット22Rが固定されている。第1下係合ブラケット22Lに、第1ロワーリンク14Lが連結されている。詳しくは、第1下係合ブラケット22Lに、連結ピン等が固定され、該連結ピンに第1ロワーリンク14Lの後部が枢支連結されている。また、第2下係合ブラケット22Rに、第2ロワーリンク14Rが連結されている。詳しくは、第2下係合ブラケット22Rに、連結ピン等が固定され、該連結ピンに第2ロワーリンク14Rの後部が枢支連結されている。
【0018】
図1A、図8に示すように、ロータリ耕耘装置3は、本実施形態では、サイドドライブ型のロータリ耕耘装置3が例示されている。なお、ロータリ耕耘装置3は、センタードライブ型のロータリ耕耘装置3であってもよい。ロータリ耕耘装置3は、機枠46と、耕耘部47とを有する。機枠46は、車体幅方向の中央に位置するギヤケース48と、ギヤケース48から左方に延びる左のサポートアーム49Lと、ギヤケース48から右方に延びる右のサポートアーム49Rと、左のサポートアーム49Lに取り付けられた伝動ケース50と、右のサポートアーム49Rに取り付けられたサイドフレームとを有する。
【0019】
図1Aに示すように、ギヤケース48には、PIC軸(入力軸、図示略)が前方に突出状に設けられている。PIC軸は、ヨーク44にスプライン結合等によって連結されおり、PTO軸8からの動力は、ドライブシャフト40を介してギヤケース48内のベベルギヤ伝動機構及び左のサポートアーム49L内の伝動軸をへて伝動ケース50内のチェーン伝動機構に伝達される。
【0020】
図1Aに示すように、ギヤケース48の上部には、トップマスト54が固定されている。トップマスト54の前上部には、係合部21に係合する上連結部55が設けられている。上連結部55は、ピンによって構成され、図例では、第2係合部位21Bに嵌って係合している。
左のサポートアーム49Lには、ブラケット51Lが固定され、右のサポートアーム49Rには、ブラケット51Rが固定されている。左のブラケット51Lには、第1下連結部52Lが設けられ、右のブラケット51Rには、第2下連結部52Rが設けられている。第1下連結部52L及び第2下連結部52Rは、ピンによって構成されている。以下の説明において、左のサポートアーム49Lと右のサポートアーム49Rを合わせてサポートアーム49ということがある。
【0021】
図1Aに示すように、耕耘部47は、伝動ケース50とサイドフレームとの下部間に設けられた回転軸56と、回転軸56に取り付けられた多数の耕耘爪57とを有する。回転軸56は、機枠46に、車体幅方向に延伸する軸心回りに回転可能に支持されている。回転軸56は、伝動ケース50内のチェーン伝動機構に伝達された動力によって、例えば、図1Aの矢印Y1方向に回転する。耕耘爪57は、回転軸56と共に回転し、圃場の土壌に突入して該土壌を耕起すると共に耕起した土壌を後方に放てきする。なお、ロータリ耕耘装置3は、耕耘部47の上方を覆う主カバーと耕耘部47の後方を覆う後部カバーとを含む耕耘カバーを有する。
【0022】
図2に示すように、作業機4は、制御装置70及び表示装置80を備えている。制御装置70及び表示装置80は、CAN等の車載ネットワークにより接続されている。制御装置70は、作業機4の走行系や作業系の制御を行う。なお、制御装置70は、作業機4の作業系や走行系を制御するものであればよく、制御方式は限定されない。
図2に示すように、制御装置70には、複数の検出装置71が接続されている。複数の検出装置71は、作業機4の状態を検出する装置であり、例えば、水温を検出する水温センサ71a、燃料の残量を検出する燃料センサ71b、原動機の回転数を検出する原動機回転センサ(回転センサ)71c、アクセル72fの操作量を検出するアクセルペダルセンサ71d、操舵装置31の操舵角を検出する操舵角センサ71e、リフトアーム10の角度を検出する角度センサ71f、車体1Aの幅方向(右方向又は左方向)の傾きを検出する傾き検出センサ71g、車体1Aの速度を検出する車速センサ71h、PTO軸8の回転数を検出するPTO回転センサ(回転センサ)71i、バッテリー等の蓄電池の電圧を検出するバッテリセンサ71j等である。
【0023】
図2に示すように、制御装置70には、複数の操作部材72が接続されている。複数の操作部材72は、車体1Aの前進又は後進を切り換える前後進切換レバー(シャトルレバー)72a、原動機の始動等を行うイグニッションスイッチ72b、PTO軸8の回転数を設定するPTO変速レバー72c、自動変速及び手動変速のいずれかを切り換える変速切換スイッチ72d、動力伝達ケース5の変速段(変速レベル)を手動で切り換える変速レバー72e、車速を増減させるアクセル72f、連結装置28の昇降を操作するポジションレバー72g、連結装置28の上限を設定する上限設定ダイヤル72h、車速を設定する車速レバー72i等である。なお、上述した操作部材72は一例であり、上述した操作部材72に限定されない。
【0024】
制御装置70がポジションレバー72g及び上限設定ダイヤル72hの操作に基づいて、連結装置28の昇降を制御する場合について説明すると、例えば、制御装置70は、角度センサ71fから出力された検出信号と、ポジションレバー72gから出力された操作信号と、上限設定ダイヤル72hから出力された操作信号と、に基づいて制御装置70を昇降させる。制御装置70は、角度センサ71fから出力された検出信号と記憶装置(図示略)に記憶された所定のテーブルとに基づいて、リフトアーム10の角度(実角度)を算出(取得)する。制御装置70は、ポジションレバー72gから出力された操作信号と記憶装置に記憶された所定のテーブルとに基づいて、ポジションレバー72gの操作に基づくリフトアーム10の角度(指示角度)を算出(取得)する。また、制御装置70は、上限設定ダイヤル72hから出力された操作信号と記憶装置に記憶された所定のテーブルとに基づいて、上限設定ダイヤル72hの操作に基づくリフトアーム10の角度の上限(上限角度)、言い換えると連結装置28の高さの上限を算出(取得)する。
【0025】
制御装置70は、指示角度が上限角度よりも小さく且つ実角度が指示角度よりも小さい場合、又は指示角度が上限角度よりも大きく且つ実角度が上限角度よりも小さい場合、リフトアーム10の後端部(耕耘装置3側の端部)を上昇させる。
制御装置70は、指示角度が上限角度よりも小さく且つ実角度が指示角度と等しい場合、又は指示角度が上限角度よりも大きく且つ実角度が上限角度と等しい場合、リフトアーム10の高さを維持させる。
【0026】
制御装置70は、指示角度が上限角度よりも小さく且つ実角度が指示角度よりも大きい場合、又は指示角度が上限角度よりも大きく且つ実角度が上限角度よりも大きい場合、リフトアーム10の後端部を下降させる。
なお、制御装置70は、ポジションレバー72gや上限設定ダイヤル72h等の操作に基づいて、連結装置28の昇降を制御すればよく、その制御方法は上記方法に限定されず既存の技術を適用可能である。
【0027】
表示装置80は、作業機4に関する様々な情報を表示可能である。具体的には、図2に示すように、表示装置80は、制御部80aと、表示部80bと、記憶部80cと、を有している。制御部80aは、CPU等から構成され、主に表示部80bの表示に関する制御を行う。表示部80bは、表示及び入力を行うことができるタッチパネルである。記憶部80cは、不揮発性のメモリ等であって、表示部80bに表示する情報や作業機4の制御に関する情報等を記憶する。記憶部80cは、例えば、様々なアプリケーションソフト(Application software)を記憶している。
【0028】
図2に示すように、作業機4は、位置検出装置90を備えている。位置検出装置90は、作業機4(車体1A)の位置を検出する装置である。本実施形態において、位置検出装置90は例えば測位装置であり、走行車両1に設けられている。位置検出装置90は、D−GPS、GPS、GLONASS、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム(測位衛星)により、自己の位置(緯度、経度を含む測位情報)を検出可能である。即ち、位置検出装置90は、測位衛星から送信された衛星信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等)を受信し、衛星信号に基づいて、作業機4(車体1A)の位置(例えば、緯度、経度)、即ち、車体位置を検出する。図2に示すように、位置検出装置90は、受信装置91と、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)92とを有している。受信装置91は、アンテナ等を有していて測位衛星から送信された衛星信号を受信する装置であり、慣性計測装置92とは別に車体1Aに取付けられている。この実施形態では、受信装置91は、車体1Aに設けられたキャビン(保護機構)32の上部に取り付けられている。なお、受信装置91の取り付け位置は、上記位置に限定されず、ボンネットの中央部であってもよく、車体1Aにロプスが設けられている場合、当該ロプスの上部であってもよい。
【0029】
慣性計測装置92は、車体1Aの加速度を検出する加速度センサ、車体1Aの角速度を検出するジャイロセンサ等を有している。慣性計測装置92は、車体1A、例えば、運転席30の下方に設けられ、車体1Aのロール角、ピッチ角、ヨー角等を検出することができる。
なお、本実施形態において、位置検出装置90は、衛星信号に基づいて車体1Aの位置を検出する位置検出装置90であるが、位置検出装置90は、車体1Aの位置を検出することができればよく、慣性計測装置92が検出した加速度と所定の位置情報に基づいて車体1Aの位置を検出するようなものでもよく、上記構成に限定されない。また、位置検出装置90は作業機4の位置を検出することができればよく、走行車両1ではなく表示装置80に設けられていてもよいし、その構成は上記構成に限定されない。
【0030】
図2、図3に示すように、作業機4は、距離センサ58、傾斜センサ59、及び耕深算出部80a1を備えている。距離センサ58は、連結装置2に取り付けられ、且つ地面Gまでの距離を測定する。具体的には、距離センサ58は、当該距離センサ58から地面Gまでの距離を測定するセンサである。距離センサ58は、例えば、レーザセンサによって構成される。距離センサ58は、レーザ照射部58Aを有し、レーザ照射部58Aから照射されて地面Gで反射したレーザ光を受光することでレーザ照射部58Aから地面Gまでの距離を測定する。なお、距離センサ58は、連結装置2から地面Gまでの距離を測定することができればよく、レーザセンサに限定されることはない。
(【0031】以降は省略されています)

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