特開 2022-158607 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022158607

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   A01G 9/14 20060101AFI20221006BHJP

【ＦＩ】

A01G9/14 W

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021063623

(22)【出願日】2021-04-02

(71)【出願人】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092794

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 正道

(72)【発明者】

【氏名】山本 和彦

(72)【発明者】

【氏名】坂井 義明

【テーマコード（参考）】

2B029

【Ｆターム（参考）】

2B029GA06

2B029GA07

2B029GA10

(57)【要約】

【課題】植物栽培施設内を走行する移動作業車において隣接する作業通路への進入位置合わせを容易且つ効率良く行なわせる。
【解決手段】多数の栽培ベッド５間の各作業通路９と栽培ベッド５の端部で各作業通路９に通じる移動通路４を走行する作業車両において、走行車体２１に各作業通路９に配置した左右一対のレール１３を走行する軌道輪２０ｂと移動通路４を走行する車輪３５を設け、移動通路４を走行する車輪３５は、昇降機構３９によって接地する走行状態と、上昇して非走行状態とに切替え可能に設ける。走行車体２１の前記レール１３に対向する側にレール１３を検出する作業通路進入位置検知センサ４５を設け、移動通路４走行時に作業通路進入位置を検知すると作業車体２１を停止する。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

多数の栽培ベッド（５）間の各作業通路（９）と栽培ベッド（５）の端部で各作業通路（９）に通じる移動通路（４）を走行する作業車両において、走行車体（２１）に各作業通路（９）に配置した左右一対のレール（１３）を走行する軌道輪（２０ｂ）と移動通路（４）を走行する車輪（３５）を設け、移動通路（４）を走行する車輪（３５）は、昇降機構（３９）によって接地する走行状態と、上昇して非走行状態とに切替え可能に設けることを特徴とする作業車両。

【請求項2】

走行車体（２１）の前記レール（１３）に対向する側にレール（１３）を検出する作業通路進入位置検知センサ（４５）を設け、移動通路（４）走行時に作業通路進入位置を検知すると作業車体（２１）を停止する構成とした請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

近走行車体（２１）の前後に、被検知部材（４６）を検知する前進用検知センサ（４７ｆ）、後進用検知センサ（４７ｒ）を備えた請求項1又は請求項２に記載の作業車両。

【請求項4】

レール（１３）を走行する前後左右の軌道輪（２０ｂ）と移動通路４走行用の走行車輪（３５）は、四隅各所において前後に所定距離離れて対向すべく位置し、この所定距離の範囲にバッテリ（４１）を配置してなる請求項１から請求項３のいずれか一に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、植物栽培施設において、収穫作物を収納する収納バケットを運搬する運搬車両等の作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

植物栽培施設において、作物栽培条に沿う作業通路における作業走行および別の作物栽培条に沿う作業通路に通じる移動通路における移動走行を行う走行装置の構成がある（特許文献１）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１６３９２８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によると、作業通路から作業車両が出たと制御装置が判定すると、左右の走行車輪のうち、旋回外側を正転、旋回内側を逆転させることにより、走行車体をその場で旋回させる構成であるから、旋回半径を小さくできる利点がある。

【0005】

ところが、走行車体が旋回するため隣接する次の作業通路における進入位置合わせが困難である。

【0006】

本発明は、上記に鑑み隣接する作業通路への進入位置合わせを容易且つ効率良く行うことを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる課題を解決するために、請求項１記載の発明は、多数の栽培ベッド５間の各作業通路９と栽培ベッド５の端部で各作業通路９に通じる移動通路４を走行する作業車両において、走行車体２１に各作業通路９に配置した左右一対のレール１３を走行する軌道輪２０ｂと移動通路４を走行する車輪３５を設け、移動通路４を走行する車輪３５は、昇降機構３９によって接地する走行状態と、上昇して非走行状態とに切替え可能に設ける。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、走行車体２１の前記レール１３に対向する側にレール１３を検出する作業通路進入位置検知センサ４５を設け、移動通路４走行時に作業通路進入位置を検知すると作業車体２１を停止する構成とした。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、走行車体２１の前後に、被検知部材４６を検知する前進用検知センサ４７ｆ、後進用検知センサ４７ｒを備える。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３に記載の発明において、レール１３を走行する前後左右の軌道輪２０ｂと移動通路４走行用の走行車輪３５は、四隅各所において前後に所定距離離れて対向すべく位置し、この所定距離の範囲にバッテリ４１を配置する。

【発明の効果】

【0011】

請求項１に記載の発明によると、隣接する栽培ベッド５に移動したとき、走行車体２１を栽培ベッド間に進入する姿勢の変更を少なくして位置合わせを容易化する。また走行車体２１の旋回を行わないので移動通路４のスペースをコンパクトにできる。

【0012】

請求項２及び請求項３に記載の発明によると、請求項１に記載の効果に加え、作業通路進入位置検知センサ４５は確実にレール１３を検知できる。特に請求項３に記載の発明は、走行車体２１と栽培ベッド５の距離を所定にとることができ、走行車体２１が栽培ベッド５に当接することを防止できる。

【0013】

請求項４に記載の発明によると、請求項１から請求項３に記載の効果に加え、移動通路４走行用の走行車輪３５の走行が安定する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態にかかる作業車両の植物栽培設備の概要図である。

【図2】（Ａ）同収穫作業車の側面図、（Ｂ）同収穫作業車の平面図である。

【図3】同収穫作業車における収穫作業一例を示す側面図である。

【図4】同収穫作業車におけるバケットの段積みを示す説明図である。

【図5】同作業車両の走行手段及びその周辺を示す平面図である。

【図6】同作業車両の走行手段及びその周辺を示す側面図である。

【図7】同作業車両の制御ブロック図である。

【図8】同作業車両の走行手段及び走行車体旋回手段を示す平面図である。

【図9】同作業車両の走行手段及び走行車体旋回手段を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態の温室設備について以下説明する。

【0016】

図１は栽培施設の一例を示すものであり、この栽培施設は、暖房機や加湿機等により温度及び湿度等の室内環境が管理される温室である栽培室１と、該栽培室１に隣接する出荷室２とを備えている。前記栽培室１内の中央には作業者又は移動作業車（作業台車）３あるいは防除作業車等が通過できるメイン通路４を設けており、このメイン通路４は、路面がコンクリートで構成されたコンクリート通路である。メイン通路４の両側の側方位置には、栽培ユニットとなる栽培ベッド５を多数列配置した作物を栽培するための栽培スペース６を構成している。尚、前記栽培ベッド５は培地となるロックウールで形成された栽培床部であり、出荷室２内の養液供給装置７から各栽培ベッド５へ養液が供給される構成となっている。

【0017】

また、メイン通路４の両端には開閉扉を備える栽培室１への出入り口８を設け、一方の出入り口８を介して隣接する出荷室２へ行き来できる構成となっている。尚、他方の出入り口８は、栽培施設の屋外から出入りできる構成となっている。そして、移動作業車３をメイン通路４から各々の栽培ベッド５の間のサブ通路９に移動させ、該サブ通路９で栽培ベッド５に沿って移動作業車３を移動させながら栽培する植物に対する各種作業を行うことができる。サブ通路９は、各々の栽培ベッド５の左右間で前後方向に形成される通路となる。尚、移動作業車３は、サブ通路９上に敷設された温室全体を暖房する左右の暖房用管を走行用のレール１３として走行する。

【0018】

前記出荷室２内には、前述した養液供給装置７と、収穫されたトマト等の収穫物（果実）を重量や大きさあるいは等級別に選別する選別装置１０とを備えている。尚、該選別装置１０が、栽培された作物を出荷前に処理する前処理装置となる。選別装置１０は、収穫物を搬送して選別する選別コンベア１１と、該選別コンベア１１の両側の側方に設けられた各階級毎の収穫物収容部１２とを備えて構成され、選別コンベア１１から各収穫物収容部１２へ収穫物を供給して各階級に選別する構成となっている。尚、前記選別コンベア１１は、平面視でＬ字状に屈曲した構成となっている。また、各々の収穫物収容部１２には収穫物を収容する収容箱を設けて、この収容箱ごとに収穫物を出荷すればよい。

【0019】

栽培ベッド５の上側には、該栽培条に沿う誘引ワイヤ１５を設け、栽培される植物Ｐの栽培株は、誘引ワイヤ１５から誘引フック１６を介して垂れ下がる誘引部材としての誘引紐１７により誘引される。尚、誘引フック１６は、誘引ワイヤ１５に吊り下げられる構成であり、巻き付けた誘引紐１７を適宜繰り出して下方に垂れ下がらせる周知の構成となっている。また、植物が所定の高さ（誘引フック１６の近く）まで成長した以降は、誘引フック１６から誘引紐１７を繰り出しながら、順次誘引紐１７を前記複数の栽培株の配列方向、すなわち栽培ベッド５の長手方向にずらせて植物の高さを低下させ、植物を継続的に栽培する。従って、例えばトマトｆを栽培する場合、トマトの茎ｃが栽培ベッド５から誘引紐１７を伝って伸長することになる（図３）。

【0020】

移動作業車３は、図２，図３に示すように収穫作業車とされる。前後左右の走行車輪２０で走行可能に支持された走行車体２１には収穫アーム２２を備え、走行車体２１に形成される上下の収容空間２３，２４に収穫物収容バケットＡ,Ａ…を多段に段積したり段ばらしする狭持リフト機構２５，２６を備えている。そして、収穫アーム２２や上下狭持リフト機構２５，２６は設定信号や図外撮像装置等各種センサからの入力信号を受ける制御装置Ｃによって演算処理されて出力される指令信号によって制御モータ等のアクチュエータが作動し自動的に果実収穫やバケットＡへの果実収容作業が実行される構成としている。

【0021】

バケットＡは、上下の収容空間２３，２４のうち、下方の収容空間２４に段積みされ、その状態で収穫アーム２２で収穫したトマトｆは最上段のバケットＡに順次供給される（図４（イ））。最上段のバケットＡが満杯になると、下側の狭持リフト機構２６は最下段のバケットＡを持ち上げ、すなわち全バケットＡ，Ａ…を上昇する（同図（ロ））。そして、最上段のバケットＡが上側の狭持リフト機構２５の待機位置まで上昇するとこの上側の狭持リフト機構２５は最上段のバケットＡを係合して上昇させることで、トマトが収容された最上段バケットＡは上側収容空間２３にて待機することとなる（同図（ハ））。

【0022】

引き続き、空のバケットＡで下方の収容空間２４の最上位置となったバケットＡに収穫アーム２２で収穫したトマトｆを満杯まで供給する。その後、一旦上側の狭持リフト機構２５で支持されているバケットＡを下降させて上記満杯となったバケットＡに一旦重ね（同図（ニ））、下側の狭持リフト機構２６で全バケットＡ，Ａ…を上昇移行し、上位２段目の満杯バケットＡを上側の狭持リフト機構２５で支持しつつ上昇させる（同図（ホ））。このように順次満杯となったバケットＡは上側収容空間２３に段積み移送されることとなる。そして、下側の狭持リフト機構２６で支持される最下段のバケットＡに収穫トマトｆを満杯にすると（同図（ヘ））、収穫終了となる。この最下段のバケットＡに、上側の狭持リフト機構２５で支持されているバケットＡを積み重ね（同図（ト））、上段のバケットＡを全て下降させる（同図（チ））。このように収穫されたトマトｆを収容した多段バケットＡを下側の収容空間２４に移すこととなる。この下側の収容空間２４に待機のバケットＡは適宜に底部開放やコンベア搬送の手段をもって走行車体２１の外側に移されるようになっている。

【0023】

なお、図３に示す例では、収穫アーム２２の支持台２７は、上下の収容空間２３,２４の境界線に沿うよう設けたガイドレール２８により走行車体２１の前後方向に移動しうる構成としている。したがって、下側の収容空間２４に全バケットＡ，Ａ…を位置させておけば、収穫アーム２２をガイドレール２８に沿って前側に移動させることができ、建屋壁２９に接近する茎ｃに生るトマトｆを収穫できることになり、収穫されたトマトｆは左程に多くないため、予め収容空間の残る最上段のバケットＡに収容することができる。

【0024】

次いで、移動作業車３の走行機構およびその周辺構成について説明する。図５、図６に示すように、走行車体２１を支持する前後左右一対の走行車輪２０は、大径輪２０ａと小径輪２０ｂとからなる軌道輪とされ、小径輪２０ｂはサブ通路９（以下、作業通路９という）のレール１３に沿い走行できる構成である。なお、大径輪２０ａはレール１３までのアクセス走行またはレール１３からの後退走行のために設けられるものである。前側左右一対の走行車輪２０の前輪軸３０を走行駆動モータ３１で駆動すべく構成し、後側左右一対の走行車輪２０の後輪軸３２と上記前輪軸３０とを無端体３３で連動連結し、走行車輪２０は四輪駆動される構成としている。

【0025】

走行車体２１の中央部下面において、栽培室１内のメイン通路４（以下、移動通路４という）を走行するための走行車輪３５を備えている。この移動通路用走行車輪３５はゴム車輪とされ、平面視において回転軸芯を作業通路用の前記走行車輪２０の前輪軸３０及び後輪軸３２と直交させた左右の車輪軸３６，３７を構成し、これら車輪軸３６，３７にそれぞれ一対に支持構成される。左側車輪軸３６を走行駆動モータ３８で駆動し、二輪駆動形態で栽培室１内のメイン通路４（以下、移動通路４という）を走行できる構成としている。

【0026】

左右の車輪軸３６，３７、移動通路用走行車輪３５等は、走行車体２１の中央部下面にパンタグラフ式の昇降機構３９を構成して昇降可能に設けている。昇降機構３９の昇降駆動モータ４０の正転によって移動通路用走行車輪３５は下降でき、昇降駆動モータ４０の逆転によって移動通路用走行車輪３５は上昇できる構成である。そして、移動通路用走行車輪３５の接地位置が移動通路用走行車輪２０下縁よりも下位となるよう昇降機構３９を下降制御する走行状態と走行車輪２０下縁よりも上位となるよう昇降機構３９を上昇制御する非走行状態に切替られるものである。

【0027】

走行車体２１には各種電源やモータ駆動用のバッテリ４１を複数個載置するが、図例では４個のバッテリ４１を走行車体２１の下面において前後左右に対称的に配置し、前後左右バランスの向上を図っている。すなわち、前後左右の作業通路９走行用の走行車輪２０と移動通路４走行用の走行車輪３５は、四隅各所において前後に所定距離離れて対向すべく位置し、この所定距離の範囲にバッテリ４１を配置している。

【0028】

次いで、移動通路４走行時の移動作業車３における作業通路９進入位置判定制御について説明する。２条に並設されたレール１３、レール１３に温水を循環するために略Ｕ字状に形成した端部１３ｔを複数列に配置しており、制御装置Ｃは、作業通路進入位置検知センサ４５の検出値を入力し、この作業通路進入位置検知センサ４５の検知に基づいて進入位置に達したか否かの判定を行う。なおレール端部１３ｔは各作業通路９の始端側に設けている。

【0029】

図例では、走行車体２１の前部左右に、移動通路４進行前方向Ｆａ側及び後方向の２か所において、作業通路進入位置検知センサ４５Ｌ，４５Ｒを設ける。このように構成すると、走行車体２１の移動通路４における移動に伴い先行する作業通路進入位置検知センサ４５Ｒが左側レール１３Ｌ、レール端部１３ｔ、右側レール１３Ｒの順に検知し、この右側レール１３Ｒを検知した直後において作業通路９の進入位置を検知できる点に加えて、後行の作業通路進入位置検知センサ４５Ｌは、レール検知の無いことで正規に作業通路進入位置検知センサ４５Ｒが検知し制御装置Ｃ（図７参照）の判定に寄与するものであるが、後行の作業通路進入位置検知センサ４５Ｌがレール１３Ｌやレール端部１３ｔを検知することで、走行車体２１の行き過ぎを検知できるものとなる。すなわち、一対のレール１３間隔に対して左右の作業通路進入位置検知センサ４５Ｌ，４５Ｒ間隔を大に設定することで、後行の作業通路進入位置検知センサ４５Ｌがレール１３Ｌやレール端部１３ｔを検知すると行き過ぎと判定できる。この場合には、走行駆動モータ３８を逆転して再度レール１３Ｌを検知するまで走行車体２１を後退させることにより正規の進入位置に達することができる。制御装置Ｃは、移動通路４走行中の走行車体２１が進入位置に達したと判定すると走行車体２１を停止制御する。あわせて、昇降駆動モータ４０に逆転指令し移動通路用走行車輪３５を上昇連動させ非走行状態とし、作業通路９への進入制御に対する準備状態となるものである。

【0030】

続いて制御装置Ｃは、走行駆動モータ３１に前進側駆動信号を出力し、軌道輪である走行車輪２０が駆動される。したがって走行車体２１は前進して移動通路４から作業通路９のレール１３に移行して移動できる。走行車体２１には、前輪軸３０の左側走行車輪２０の後方部と後輪軸３２の右側走行車輪２０の前方部に、レール検知センサ４９Ｌ，４９Ｒを設けている。したがって走行車体２１が正規にレール１３上を移動する場合にはレール１３を検知でき正常走行と判断するが、いずれか一方又は両方がレール１３検知できない場合は、走行車輪２０が正規の走行状態になく脱線等を判定示唆するようになっている。

【0031】

また、前記レール端部１３ｔの左右中央部に被検知部材４６を配置している。詳しくは、レール端部１３ｔに跨設する台座４６ａに弾性部材４６ｂを介して被検知棒４６ｃを立設するもので、制御装置Ｃは、移動通路４走行中の走行車体２１の前進用検知センサ４７ｆが被検知棒４６ｃを検知すると作業通路９入口に達したと判定できる。特に、前進用検知センサ４７ｆを距離検知センサ型に構成することにより、被検知棒４６ｃに対して走行車体２１は適正距離にあるか否かを判定でき、すなわち移動通路４の走行位置が適正であるか否かが判定できる。また、作業通路９のレール１３に沿って前進すると建屋壁４８との距離を検知でき、該建屋壁４８に異常接近の有無等の検知部として利用できる。なお、被検知部材４６の台座４６ａは、レール端部１３ｔに対し締結部材４６ｄによって固定、解除可能に構成され、レール端部１３ｔに沿い位置調整自在に設けられる。

【0032】

走行車体２１の後方には後進用検知センサ４７ｒを備え、適宜に被検知部材（図示せず）を配置することで、作業通路９から移動通路４に復帰すべく走行車体２１を後進させる場合の後進移動量を適正にでき、移動通路４の適正位置にて停止させることができる。

【0033】

図８及び図９は、走行車体２１Ａの旋回機構５０を構成する例を示すものである。左右一対の走行車輪５１は、車輪軸５２に支持される径大の車輪５１ａと同軸に支持される径小の軌道輪５１ｂとからなり、したがって、径大車輪５１ａで栽培室１内のメイン通路４（以下、移動通路４という）を走行し、軌道輪５１ｂによってサブ通路９（以下、作業通路９という）のレール１３に沿い走行できる構成である。また、前側左右一対の走行車輪５１の前輪軸５２ｆを走行駆動モータ５３で駆動すべく構成する。図示は省略するが、後側左右一対の走行車輪５１の後輪軸５２ｒと上記前輪軸５２ｆとを無端体（図示せず）で連動連結し、走行車輪５１は四輪駆動される構成としてもよい。

【0034】

走行車体２１Ａを後記旋回機構５０により、走行車体２１Ａの向きを移動通路４に沿う方向と作業通路９に進入し得てレール１３に沿う方向に向き角度を９０度変更できる構成とされている。そして走行車体２１が移動経路４に沿う場合は車輪５１ａにて移動経路４を走行し、角度９０度旋回するとレール１３に沿い軌道輪５１ｂにて作業通路９を走行できる。

【0035】

ところで、前記旋回機構５０について、走行車体２１Ａの中央下部に大径ギヤ５５を固定し、これに噛合う小径ギヤ５６を設ける。大径ギヤ５５の下面には、マジックハンド型の多節リンク機構５７を構成し、油圧シリンダ機構５８の伸縮作動によって、多節リンク機構５７下部に連結した円盤５９を、大径ギヤ５５との間隔を大小に調整できる構成としている。

【0036】

したがって、走行車体２１Ａは、径大車輪５１ａにて移動通路４を走行し作業通路９の進入位置に達すると停止制御される。そして油圧シリンダ機構５８を短縮姿勢から伸出姿勢に切り換えると、円盤５９は接地しさらに油圧シリンダ機構５８への圧油供給で伸出し、走行車体２１Ａを浮上させることができる（図９中仮想線）。

【0037】

走行車体２１Ａには前記小径ギヤ５６を駆動する旋回駆動モータ６０を備え、該モータ６０を駆動すると大径ギヤ５５を連動し、前記浮上状態の走行車体２１Ａは大径ギヤ５５とともに該大径ギヤ５５鉛直方向中心線Ｐを中心に回動し略９０度回転の位置でモータ６０を停止制御すると、走行車体２１Ａは作業通路９のレール１３に沿う旋回状態となる。この位置で油圧シリンダ機構５８を短縮作動させることによって円盤５９は上昇退避して収納姿勢となり、走行車輪２０は接地状態に復帰する。走行車体２１Ａを前進してレール１３の端部に達すると軌道輪５１ｂはレール１３に載って走行できる。

【0038】

上記のように作業車体２１Ａ中央に設けた大径ギヤ５５を旋回駆動モータ６０によって浮かせた走行車体２１Ａ全体を縦軸中心に回転させる構成であるから、作業車体２１Ａを安定して旋回できる。

【符号の説明】

【0039】

４ 移動通路
５ 栽培ベッド
９ 作業通路
１３ レール
１３ｔ レール端部
２０ｂ 軌道輪
２１ 作業車体
３５ 車輪
３９ 昇降機構
４１ バッテリ
４５ 作業通路進入位置検知センサ
４６ 被検知部材
４７ｆ 前進用検知センサ
４７ｒ 後進用検知センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】