特開 2024-122566 自律走行コンバイン

(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】P2024122566

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】自律走行コンバイン

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20240902BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303Q

A01B69/00 303M

A01B69/00 301

A01B69/00 303A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023030167

(22)【出願日】2023-02-28

(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】110003834

【氏名又は名称】弁理士法人新大阪国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松澤 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 学

【テーマコード（参考）】

2B043

【Ｆターム（参考）】

2B043AA04

2B043AB15

2B043AB20

2B043BA02

2B043BA09

2B043BB14

2B043DA05

2B043DA17

2B043EA18

2B043EA26

2B043EA32

2B043EA40

2B043EB05

2B043EB30

2B043EC02

2B043EC12

2B043EC15

2B043ED03

2B043ED12

2B043EE01

2B043EE02

2B043EE05

2B043EE06

(57)【要約】

【課題】本発明は、エンジン制御を省エネモードにして最高回転数付近で使用している場合に、負荷の増大によってエンジン回転数が低下することが有っても省エネモードを解消すること無く、負荷の増大に耐えて走行或は作業が続行できるようにすること課題とする。
【解決手段】圃場の穀稈を刈り取る刈取装置１７と刈取穀稈を脱穀する脱穀装置１２と脱穀した穀粒を溜めるグレンタンク５及びグレンタンク５から穀粒を排出する排出オーガ１１を備えた自律走行コンバインにおいて、グレンタンク５の穀粒貯留量センサ２５と機体フレ－ム６の地図上位置を認識する測位装置２１と運搬車１０の位置認識装置１４を設け、穀粒貯留量センサ２５が満杯近くを検出すると機体フレ－ム６と運搬車１０の地図上位置により、穀稈植生域６０を避けた走行ルートＲを算出して走行開始可能にすることを特徴とする自律走行コンバインとする。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圃場の穀稈を刈り取る刈取装置（１７）と刈取穀稈を脱穀する脱穀装置（１２）と脱穀した穀粒を溜めるグレンタンク（５）及びグレンタンク（５）から穀粒を排出する排出オーガ（１１）を備えた自律走行コンバインにおいて、グレンタンク（５）の穀粒貯留量センサ（２５）と機体フレ－ム（６）の地図上位置を認識する測位装置（２１）と運搬車（１０）の位置認識装置（１４）を設け、穀粒貯留量センサ（２５）が満杯近くを検出すると機体フレ－ム（６）と運搬車（１０）の地図上位置により、穀稈植生域（６０）を避けた走行ルート（Ｒ）を算出して走行開始可能にすることを特徴とする自律走行コンバイン。

【請求項2】

穀粒貯留量センサ（２５）が所定の穀粒充満量を検出すると機体フレ－ム（６）の地図上位置を測位装置（２１）で測定して登録した運搬車（１０）の位置までの走行ルート（Ｒ）を算出して走行することを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバイン。

【請求項3】

直前の収穫走行による収穫率を算出し、穀稈植生域（６０）の端までの刈取走行でグレンタンク（５）が満杯未満になるようであれば穀稈植生域（６０）の端までの刈取走行を続行し、満杯を超えるようであれば刈取走行を停止して運搬車（１０）に向かう走行ルート（Ｒ）を辿る制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバイン。

【請求項4】

自律走行コンバインの操縦席（１９）近傍または管理者が持つ携帯端末（１３）に自律走行コンバインの走行ルート（Ｒ）を表示することを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバイン。

【請求項5】

圃場の穀稈を刈り取る刈取装置（１７）と穀稈から穀粒を脱穀する脱穀装置（１１）と穀粒を溜めるグレンタン（５）ク及びグレンタンク（５）から穀粒を排出する排出オーガ（１１）を備えた自律走行コンバインにおいて、穀粒を受け取る運搬車（１０）に停止位置を送る運搬車発進機（２３）を設け、自律走行コンバインの機体フレ－ム（６）に設けた車体側受信機（２２）が弱停止位置信号を受信すると通常走行を行い、強停止位置信号を受信すると低速走行して停止制御を行なうことを特徴とする自律走行コンバイン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圃場で自律走行しながら穀粒の収穫作業を行う自律走行コンバイン関する。

【背景技術】

【0002】

自律走行コンバインは、特許文献１に記載されている。

【0003】

この自律走行コンバインは、自動操縦で自律走行しながら圃場に植生する穀稈を刈り取って脱穀して穀粒をグレンタンクに貯留し、グレンタンクが満杯になると刈取作業を中断し、畦道に停まった運搬車まで移動してグレンタンクから運搬車の穀粒タンクやフレコンバッグに穀粒を移し、再度圃場の収穫中断位置に戻って刈取収穫作業を再開するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第７１５６２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記特許文献１には、穀稈の刈取作業中にグレンタンクが満杯となると運搬車に穀粒を排出しに行くが、その機会については、穀粒がグレンタンク内に一杯になる所定条件によって刈取作業から排出作業へと切り替わることが記載されているものの、具体的にどのように切り替えるかが必ずしも記載されていない。

【0006】

しかし、穀粒がグレンタンク内に一杯になるタイミングが穀稈植生域内で穀稈を刈りとっている途中であったり運搬車の停止位置が自律走行コンバインの機体から離れて遠かったりした場合には、未刈穀稈を踏まずに運搬車へ移動を開始するのが難しい場合もあることに本発明者は気付いた。

【0007】

本発明は、自律走行コンバインが収穫作業中にグレンタンクが穀粒で満杯近くになると、圃場の中央部であってもタイミング良く刈取作業を中断して未刈穀稈を踏まずに圃場周囲の畦道に停車している運搬車に自動で近づいて穀粒排出作業を行うようにすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

【0009】

請求項１の発明は、圃場の穀稈を刈り取る刈取装置１７と刈取穀稈を脱穀する脱穀装置１２と脱穀した穀粒を溜めるグレンタンク５及びグレンタンク５から穀粒を排出する排出オーガ１１を備えた自律走行コンバインにおいて、グレンタンク５の穀粒貯留量センサ２５と機体フレ－ム６の地図上位置を認識する測位装置２１と運搬車１０の位置認識装置１４を設け、穀粒貯留量センサ２５が満杯近くを検出すると機体フレ－ム６と運搬車１０の地図上位置により、穀稈植生域６０を避けた走行ルートＲを算出して走行開始可能にすることを特徴とする自律走行コンバインとする。

【0010】

請求項２の発明は、穀粒貯留量センサ２５が所定の穀粒充満量を検出すると機体フレ－ム６の地図上位置を測位装置２１で測定して登録した運搬車１０の位置までの走行ルートＲを算出して走行することを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバインとする。

【0011】

請求項３の発明は、直前の収穫走行による収穫率を算出し、穀稈植生域６０の端までの刈取走行でグレンタンク５が満杯未満になるようであれば穀稈植生域６０の端までの刈取走行を続行し、満杯を超えるようであれば刈取走行を停止して運搬車１０に向かう走行ルートＲを辿る制御を行なうことを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバインとする。

【0012】

請求項４の発明は、自律走行コンバインの操縦席１９近傍または管理者が持つ携帯端末１３に自律走行コンバインの走行ルートＲを表示することを特徴とする請求項１に記載の自律走行コンバインとする。

【0013】

請求項５の発明は、圃場の穀稈を刈り取る刈取装置１７と穀稈から穀粒を脱穀する脱穀装置１２と穀粒を溜めるグレンタンク５及びグレンタンク５から穀粒を排出する排出オーガ１１を備えた自律走行コンバインにおいて、穀粒を受け取る運搬車１０に停止位置を送る運搬車発進機２３を設け、自律走行コンバインの機体フレ－ム６に設けた車体側受信機２２が弱停止位置信号を受信すると通常走行を行い、強停止位置信号を受信すると低速走行して停止制御を行なうことを特徴とする自律走行コンバインとする。

【発明の効果】

【0014】

請求項１の発明で、自律走行コンバインは、圃場に植生する穀稈を刈取装置１７で刈り取って脱穀装置１２に送り込み、脱穀した穀粒をグレンタンク５に溜めて収穫作業を続け、グレンタンク５の穀粒貯留量センサ２５が満杯近くになったことを計測すると、機体フレ－ム６と運搬車１０の地図上位置で穀稈植生域６０を避けて走行ルートＲを作成してその走行ルートＲに沿って運搬車１０に向かって移動してグレンタンク５内の穀粒を運搬車１０の穀粒タンクに排出オーガ１１で移す作業を行うが、測位装置２１で機体フレ－ム６位置を認識して運搬車１０に設ける位置認識装置１４で確認する運搬車１０位置に向かって穀稈の植生域を避けた走行ルートＲを算出して移動を開始するので、圃場に植生する穀稈を踏み倒すことが無い。

【0015】

請求項２の発明で、運搬車１０の地図上位置を事前に機体フレ－ム６の制御装置２０に登録しているので、運搬車１０に向かう走行ルートＲが迅速に算出され、運搬車１０が機体フレ－ム６から離れていても的確に走行ルートＲが算出される。

【0016】

請求項３の発明で、穀稈植生域６０の端まで刈取走行をしてもグレンタンク５が満杯にならないようであれば穀稈植生域６０の端まで刈取走行して穀稈植生域を越えて運搬車１０に向かうことが出来る。

【0017】

請求項４の発明で、自律走行コンバインの操縦席近傍または管理者が持つ携帯端末１３に走行ルートＲが表示されるので、自動操縦による自律走行コンバインの動きが管理・予測されて安心である。

【0018】

請求項５の発明で、機体フレ－ム６に設けた車体側受信機２２が受信する運搬車１０の位置信号が強ければ走行停止の制御を行って、安全に運搬車１０に近づくことが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明における実施の形態の自律走行コンバインの左側面図である。

【図2】本発明における実施の形態の自律走行コンバインの正面図である。

【図3】本発明における実施の形態の自律走行コンバインの自動制御のブロック図である。

【図4】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）本発明における実施の形態の自律走行コンバインの運搬車に向かう移動軌跡である。

【図5】本発明における実施の形態の自律走行コンバインの自動走行フローチャート図である。

【図6】本発明における実施の形態の自律走行コンバインの自動走行フローチャート図である。

【図7】本発明における実施の形態の自律走行コンバインの穀粒排出動作のフローチャート図である。

【図8】本発明における実施の形態の自律走行コンバインのサンバイザーを取り付けた状態の左側面図である。

【図9】本発明における実施の形態の自律走行コンバインのサンバイザーの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。なお、実施例の説明においては、機体の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右というが、本発明の構成を限定するものでは無い。

【0021】

図１、２は、自律走行コンバインの外観図を示しており、６は機体フレ－ム、７は機体フレ－ム６の下方位置に設けた走行装置、１２は機体フレ－ム６に搭載した脱穀装置、１７は機体フレ－ム６の前方に設けた刈取装置、５は前記脱穀装置１２の側部に設けた脱穀装置１２より取出された穀物を一時貯留するグレンタンク、１８は操縦部で、操縦席１９に搭乗する作業者が変速レバー７７や操向レバー７９を操作して操縦するが、自動操縦ボタン８０を押すことで自動的の収穫走行が可能になる。自動走行は、制御装置２０により、設定された収穫走行ルート情報と測位装置２１による機体フレ－ム６の地図上位置情報に基づき自律走行をしながら、刈取作業や穀粒排出作業を行うことができる。制御装置２０には、外部との無線通信を行う車体側受信機２２が接続されて、運搬車１０の位置測定装置である位置認識装置１４が計測した地図上位置が入力する。収穫した穀粒を荷受けする運搬車１０は、運搬車送信機としての運搬車発進機２３により、その機体の地図上位置を制御装置２０に送信する。なお、運搬車１０の停止位置を決めておけば、制御装置２０に運搬車停止位置として事前に登録していても良い。

【0022】

また、作業者（自律走行コンバイン監視者）の携帯するスマートフォン等のＧＰＳ搭載携帯端末１３は、車体側受信機２２に制御指令を送信可能である。

【0023】

刈取装置１７により圃場の穀稈の刈取作業を行い、脱穀装置１２で脱穀した穀粒がグレンタンク５内に溜まると穀粒貯留量センサ２５から貯留量が制御装置２０に入力する。グレンタンク５に溜まった穀粒は、排出オーガ１１で運搬車１０の穀粒タンクへ排出される。

【0024】

図３は、自動制御のブロック図で、グレンタンク５内で穀粒の貯留量を測る穀粒貯留量センサ２５から穀粒量が制御装置２０に入力し、変速モータ３０による変速が無段変速装置３１から制御装置２０に入力し、操向レバー７９による操作がレバーポテンショメータ３３から制御装置２０に入力し、排出自動スイッチ３５の操作と測位装置２１による機体フレ－ム６の地図上位置が入力し、運搬車発進機２３から受けた運搬車１０の地図上位置が車体側受信機２２で制御装置２０に入力する。機体フレ－ム６の地図上位置表示や制御状態は操縦部１８の前に設ける報知ディスプレイ４３に表示されると共に携帯端末１３の画面にも表示される。なお、穀粒貯留量センサ２５はグレンタンク５の満杯近くに設ける一個の穀粒センサであっても満杯近くに設けて貯留状態を検出する複数の穀粒センサであっても良い。

【0025】

制御装置２０からは、報知装置４０の報知ブザー４１や報知ランプ４２や報知ディスプレイ４３に警報情報が出力され、表示パネル４５に機体フレ－ム６の地図上位置や作業状態が表示され、機体フレ－ム６の外側に設ける制御状態を見られる機外表示装置４６に作業状態が表示され、携帯端末１３に機体フレ－ム６の地図上位置や作業状態が送信される。

【0026】

制御装置２０内には、自動走行プログラム５０や走行ルート算出プログラム５１を備えている。

【0027】

制御装置２０は、穀粒排出判断時として穀粒の貯留量が例えば、穀粒貯留量センサ２５が計測する穀粒量がグレンタンク５満杯の９０％に達すると、機体フレ－ム６の地図上の位置を取得し、運搬車発進機２３から送られる運搬車１０の地図上位置を確認して、走行ルート算出プログラム５１で運搬車１０に向かう走行ルートＲを作成し、刈取作業を継続するか中断して穀粒運搬車１０に向かうかを決定する。

【0028】

図４（Ａ）は、穀粒排出判断時が圃場の刈取作業時で、未刈取領域である穀稈植生域６０内で穀粒排出判断時になると、未刈取領域である穀稈植生域６０の端までの距離が現在の穀粒収穫率すなわち走行距離毎の収穫量で刈取走行しながら運搬車１０まで走行してもグレンタンク５が満杯にならないと判断される場合で、その際には走行ルートＲを辿って刈取直進走行を続けて未刈取領域である穀稈植生域６０の端まで行き、運搬車１０への穀粒排出を行う。

【0029】

図４（Ｂ）は、穀粒排出判断時が未刈取領域である穀稈植生域６０の刈取作業時で、未刈取領域である穀稈植生域６０の端までの距離が現在の走行距離毎の収穫量で刈取走行すると運搬車１０までの走行でグレンタンク５が満杯以上になると判断される場合で、その際には刈取を中断して未刈穀稈を避けた走行ルートＲで、穀粒運搬車１０へ向かい、穀粒排出を行う。

【0030】

図４（Ｃ）は、穀粒排出判断時が圃場の刈取作業時で、未刈取領域である穀稈植生域６０内で穀粒排出判断時になると、未刈条端までの距離が現在の走行距離毎の収穫量で直進刈取走行すると運搬車１０までの走行でグレンタンク５が満杯以上になると判断される場合で、この場合には、運搬車１０が機体フレ－ム１の後の畦道まで移動し、自走コンバインが走行ルートＲを後進して運搬車１０に向かい穀粒排出作業を行う。

【0031】

図５は、操縦部１８に搭乗した作業者が穀粒排出判断時を判断して自動操縦ボタン８０をオンして排出移動を開始した場合の制御フローチャート図で、ステップＳ２で運搬車１０の地図上位置を確認し、ステップＳ３で機体フレ－ム６の地図上位置を確認し、ステップＳ４で刈取続行の判断を行い、ステップＳ５で排出走行ルートを算出し、ステップＳ６で排出走行を開始し、ステップＳ７で運搬車１０近くの排出位置に移動したことが判断されると、ステップＳ８で自動走行を停止し、ステップＳ９で穀粒排出の制御を開始する。

【0032】

図６および７は、自動刈取走行中に穀粒貯留量センサ２５が穀粒排出判断時に達したことを判定した場合の制御フローチャート図で、ステップＳ１１で貯留量センサが排出量到達を検知すると、ステップＳ１２で運搬車１０の地図上位置を確認し、ステップＳ１３で機体フレ－ム６の地図上位置を確認し、ステップＳ１４で刈取続行の判断を行い、ステップＳ１５で排出走行ルートを算出し、ステップＳ１６で排出走行を開始し、ステップＳ１７で運搬車１０近くの排出位置に移動したことが判断されると、ステップＳ１８で自動走行を停止し、ステップＳ１９で穀粒排出の制御を開始する。ステップＳ２０で排出自動スイッチ操作が行われると、ステップＳ２１で自動移動が開始され、ステップＳ２２で車体側受信機がスタンバイされ、ステップＳ２３で発信器から送信される停止位置信号（単に停止信号とも呼ばれる）を受信したか否かが停止位置信号を受信するまで繰り返して判断され、停止位置信号を受信した場合においては、ステップＳ２４で、信号強度が、たとえば、所定強度より小さい低である弱停止位置信号（第１停止信号）であるのか、所定強度より大きい強である強停止位置信号（第２停止信号）であるのか、が判断される。信号強度が低である場合においては、ステップＳ２５で無段変速装置の出力低下指示が行われ、ステップＳ２６で報知装置を断続作動させ、再びステップＳ２３で発信器から送信される停止位置信号を受信したか否かが判断される。信号強度が強である場合においては、ステップＳ２７で自動移動が停止され、ステップＳ２８で報知装置を連続作動させ、ステップＳ２９で穀粒排出受付が行われる。

【0033】

図８および９は、操縦部１８の上部に設けるサンバイザーを示している。グレンタンク５の機枠に操縦部１８上に伸ばした支持フレーム５３に椀状の覆い屋根５４を上下高さ調節可能に吊り下げてサンバイザーを構成している。覆い屋根５４は天井板５６とフレーム杆５５をシート布で椀状に形成している。このサンバイザーは、軽量で通気性が良い。

【符号の説明】

【0034】

Ｒ 走行ルート
５ グレンタンク
６ 機体フレ－ム
１０ 運搬車
１７ 排出オーガ
１９ 操縦席
２１ 測位装置
２５ 穀粒貯留量センサ
６０ 穀稈植生域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】