(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-22
(45)【発行日】2022-05-06
(54)【発明の名称】作業機及び判定方法
(51)【国際特許分類】
A01B 33/12 20060101AFI20220425BHJP
A01B 35/04 20060101ALI20220425BHJP
【ＦＩ】
A01B33/12 B
A01B35/04 D
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2017205285
(22)【出願日】2017-10-24
(65)【公開番号】P2019076016
(43)【公開日】2019-05-23
【審査請求日】2020-08-17
(73)【特許権者】
【識別番号】390010836
【氏名又は名称】小橋工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】特許業務法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】池田 幸治
【審査官】吉田 英一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０２３０５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２７０６０３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ０１Ｂ ３３／１２
Ａ０１Ｂ ３５／０４
ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
圃場を走行する走行機体の後方に装着された作業機に備えられた前記圃場に接する接地部材の前記圃場に対する上下動の変化を検出し、圃場の作業区間毎の前記上下動の変化を解析することで、前記作業機の作業によって得られた、前記圃場の砕土状態又は均平状態を示す圃場状態を判定する判定方法。
【請求項2】
前記圃場状態の判定は、圃場の作業区間毎に行われる、請求項１に記載の判定方法。
【請求項3】
さらに、前記作業区間毎の前記圃場状態の判定結果を、前記作業区間毎の前記上下動の変化に関する情報と関連付けて保存する、請求項２に記載の判定方法。
【請求項4】
さらに、作業者の判定基準変更指示に従って、保存された前記上下動の変化に関する情報に関連付けられた前記圃場状態を再判定する、請求項３に記載の判定方法。
【請求項5】
圃場を走行する走行機体の後方に装着され、前記圃場に接する接地部材と、
前記圃場の凹凸に起因する前記接地部材の上下動の変化を検出する検出器と、
前記検出器によって検出された前記上下動の変化に関する情報を、圃場の作業区間毎の前記上下動の変化を解析することで、前記圃場の砕土状態又は均平状態を示す圃場状態を判定する判定器に送信する制御部と、
を備える作業機。
【請求項6】
圃場を走行する走行機体の後方に装着され、前記圃場に接する接地部材と、
前記圃場の凹凸に起因する前記接地部材の上下動の変化を検出する検出器と、
圃場の作業区間毎の前記上下動の変化を解析することで、作業によって得られた、前記圃場の砕土状態又は均平状態を示す圃場状態を判定する制御部と、
を備える作業機。
【請求項7】
前記制御部は、前記圃場の作業区間毎の前記上下動の変化に基づいて、前記圃場状態を判定する、請求項６に記載の作業機。
【請求項8】
前記作業区間毎の前記圃場状態を、前記作業区間毎の前記上下動の変化に関する情報と関連付けて記憶する記憶部をさらに有する、請求項７に記載の作業機。
【請求項9】
前記制御部は、作業者から判定基準変更指示を受け付け、前記判定基準変更指示に基づいて前記記憶部に記憶された前記作業区間毎の前記上下動の変化に関する情報を用いて前記作業区間毎の前記圃場状態を再判定する、請求項８に記載の作業機。
【請求項10】
フレームと、前記フレームに対して取り付けられ、作業爪を有するロータと、
前記フレームに対して回動可能に接続されたカバー部材と、
前記カバー部材に対して回動可能に接続され、圃場に対して接触可能な接地部材と、
前記接地部材に接続され、前記接地部材の前記フレーム又は前記カバー部材に対する回動角度の変化を検出する検出部材と、
を備え、
前記検出部材は、角度検出器及び伸縮ロッドを有し、
前記角度検出器は、前記フレーム又は前記カバー部材に設置され、
前記伸縮ロッドは、前記角度検出器と前記接地部材とを連結し、
前記接地部材の回動によって、前記角度検出器が前記角度検出器の可動範囲を越えて回動しようとするときに前記伸縮ロッドが伸縮する作業機。
【請求項11】
前記伸縮ロッドは、第１アーム部、第２アーム部、及び弾性部を含み、前記第１アーム部及び前記第２アーム部は互いにスライド可能に接続されており、
前記弾性部は、前記伸縮ロッドが伸びる方向及び縮む方向の両方向に対して、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の各々に弾性力を付与する、請求項１０に記載の作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は作業機及び判定方法に関する。特に、トラクタの後部に装着される作業機及びその作業機を用いた圃場状態の判定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、農作業の労働時間を軽減するために作業機のオートマチック化が進められ、様々な作業機が開発されている。特に、トラクタ等の走行機体の後方に装着され、耕耘や代かきなど、作業の種類に応じて交換可能な作業機（耕耘機や代かき機）は、トラクタ等の走行機体に対してアタッチメントのように交換するだけで様々な農作業に対応することが可能であり、農作業のコスト低減に大きく寄与している。
【0003】
また、従来の農作業は各農家の経験と勘に頼っていた。したがって、各農家によって農作業の効率にばらつきが生じていたため、農作物の収穫量および品質にもばらつきが生じていた。さらに、各農家が世代交代すると、新たな世代を担う農家は、その経験と勘のすべてを引き継ぐことは困難であり、農作業の経験の蓄積が活かされない。
【0004】
耕耘機や代かき機によって圃場に対して耕耘又は代かきの作業を行う場合、耕耘後又は代かき後の均平状態や土塊の大きさを把握する必要がある。しかし、圃場全ての均平状態や土塊の大きさを確認することはできないため、圃場の限られた領域だけの情報しか得ることができない。そのため、作業者は作業中の作業機に伝わる振動や作業後の圃場状態の目視によって均平状態や土塊の大きさを推測していた。耕耘後又は代かき後の圃場状態を評価する方法として、リヤカバー２１の回動基部に角度センサー２２を配置し、リヤカバー２１の回動によって耕深を検知する手法が用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平９－２８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に開示された構造では、詳細な圃場の均平状態や土塊の大きさを評価することができない。本発明は、そのような課題に鑑みてなされたものであり、圃場を作業しながらその作業の結果得られた圃場状態を評価することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態による判定方法は、圃場を走行する走行機体の後方に装着された作業機に備えられた前記圃場に接する接地部材の前記圃場に対する上下動の変化を検出し、前記上下動の変化に基づいて、前記作業機の作業によって得られた圃場状態を判定する。
【0008】
前記圃場状態の判定は、圃場の作業区間毎に行われてもよい。
【0009】
さらに、前記作業区間毎の前記圃場状態の判定結果を、前記作業区間毎の前記上下動の変化に関する情報と関連付けて保存してもよい。
【0010】
さらに、作業者の判定基準変更指示に従って、保存された前記上下動の変化に関する情報に関連付けられた前記圃場状態を再判定してもよい。
【0011】
本発明の一実施形態による作業機は、圃場を走行する走行機体の後方に装着され、前記圃場に接する接地部材と、前記圃場の凹凸に起因する前記接地部材の上下動の変化を検出する検出器と、前記検出器によって検出された前記上下動の変化に関する情報を、圃場状態を判定する判定器に送信する制御部と、を備える。
【0012】
本発明の一実施形態による作業機は、圃場を走行する走行機体の後方に装着され、前記圃場に接する接地部材と、前記圃場の凹凸に起因する前記接地部材の上下動の変化を検出する検出器と、前記上下動の変化に基づいて、作業によって得られた圃場状態を判定する制御部と、を備える。
【0013】
前記制御部は、前記圃場の作業区間毎の前記上下動の変化に基づいて、前記圃場状態を判定してもよい。
【0014】
前記作業区間毎の前記圃場状態を、前記作業区間毎の前記上下動の変化に関する情報と関連付けて記憶する記憶部をさらに有してもよい。
【0015】
前記制御部は、作業者から判定基準変更指示を受け付け、前記判定基準変更指示に基づいて前記記憶部に記憶された前記作業区間毎の前記上下動の変化に関する情報を用いて前記作業区間毎の前記圃場状態を再判定してもよい。
【0016】
本発明の一実施形態による作業機は、フレームと、前記フレームに対して取り付けられ、作業爪を有するロータと、前記フレームに対して回動可能に接続されたカバー部材と、前記カバー部材に対して回動可能に接続され、圃場に対して接触可能な接地部材と、前記接地部材に接続され、前記接地部材の前記フレーム又は前記カバー部材に対する回動角度の変化を検出する検出部材と、を備える。
【0017】
前記検出部材は、角度検出器及び伸縮ロッドを有し、前記角度検出器は、前記フレーム又は前記カバー部材に設置され、前記伸縮ロッドは、前記角度検出器と前記接地部材とを連結してもよい。
【0018】
前記接地部材の回動によって、前記角度検出器が前記角度検出器の可動範囲を越えて回動しようとするときに前記伸縮ロッドが伸縮してもよい。
【0019】
前記伸縮ロッドは、第１アーム部、第２アーム部、及び弾性部を含み、前記第１アーム部及び前記第２アーム部は互いにスライド可能に接続されており、前記弾性部は、前記伸縮ロッドが伸びる方向及び縮む方向の両方向に対して、前記第１アーム部及び前記第２アーム部の各々に弾性力を付与してもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明に係る作業機によれば、圃場を作業しながらその作業の結果得られた圃場状態を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施形態に係る走行機体及び作業機の全体構成を示す概略図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る走行機体及び作業機の機能構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る作業機の全体構成を示す上面図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の全体構成を示す側面図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る作業機を用いた圃場状態の判定方法の動作フローを示す図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る圃場状態の判定方法において、画面に表示されるインターフェースの一例を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法を示す図である。
【図9】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法を示す図である。
【図10】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定に用いられるルックアップテーブル（ＬＵＴ）に関連するインターフェースを示す図である。
【図11】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法によって得られたデータの一例を示す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果をモニタに表示する一例を示す図である。
【図13】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果の基準を変更する方法の一例を示す図である。
【図14】本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の詳細を示す側面図である。
【図15】本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の詳細を示す上面図である。
【図16】本発明の一実施形態に係る作業機において、伸縮ロッドが最も伸びた状態を示す側面図である。
【図17】本発明の一実施形態に係る作業機において、伸縮ロッドが最も縮んだ状態を示す側面図である。
【図18】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法によって得られたデータの管理方法の一例を示す図である。
【図19】本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法及び収量のマッピングデータの一例を示す図である。
【図20】本発明の実施形態に係る収量のマッピングデータを圃場状態の判定方法のブロックの境界で区分した図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、図面を参照して本発明に係る作業機について説明する。但し、本発明の作業機は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、本実施の形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の数字を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、説明の便宜上、上方（上部）又は下方（下部）という語句を用いて説明するが、上方（上部）又は下方（下部）は、作業機が圃場に対して作業をしている状態における上下方向を示す（図１参照）。また、同様に、前方（前側）又は後方（後側）という語句を用いて説明する場合、前方（前側）は作業機に対する作業機を牽引する走行機体の方向を示し、後方（後側）は走行機体に対する作業機の方向を示す（図１参照）。
【0023】
〈実施形態〉
本実施形態では、圃場状態を判定するための作業機として代かき機が用いられた構成について例示するが、この構成に限定されない。例えば、圃場状態を判定するための作業機として、代かき機以外に、作業中に圃場に対して接触可能な接地部材を備えた作業機を用いることができる。例えば、このような作業機として、耕耘機、砕土機、プラウなどが用いられてもよい。なお、本実施形態では作業機として代かき機が用いられるため、上記接地部材は均平部材（レベラ）に相当する。
本実施形態では、圃場状態を判定するための作業機として代かき機が用いられた構成について例示するが、この構成に限定されない。例えば、圃場状態を判定するための作業機として、代かき機以外に、作業中に圃場に対して接触可能な接地部材を備えた作業機を用いることができる。例えば、このような作業機として、耕耘機、砕土機、プラウなどが用いられてもよい。なお、本実施形態では作業機として代かき機が用いられるため、上記接地部材は均平部材（レベラ）に相当する。
【0024】
【0025】
走行機体１０は、車体１００、モニタ１１０、及び三点リンク機構１２０を備える。モニタ１１０は車体１００の前方に設けられる。三点リンク機構１２０は車体１００の後方に設けられる。後述するように、モニタ１１０には各種条件の設定画面、圃場に接する均平部材の回動角度、及び圃場状態の判定結果等の情報が表示される。なお、モニタ１１０はタッチセンサ付きディスプレイであることが好ましい。本実施形態では、モニタ１１０は走行機体１０に備えられているが、モニタ１１０は作業者が保有する通信端末（例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレットＰＣ、ＰＤＡ、ノートＰＣ、及びＰＨＳ）に置き換えることができる。作業機２０は、三点リンク機構１２０に対して連結される。三点リンク機構１２０の構造は公知であるため、詳細な説明は省略する。
【0026】
本実施形態では、作業機２０は代かき機である。作業機２０はフレーム２００、ロータ２０７、シールドカバー２１０、カバー部材（エプロン２２０）、及び均平部材（レベラ２３０）を備える。ロータ２０７はフレーム２００に対して回転自在に取り付けられている。ロータ２０７は複数の作業爪を有しており、その作業爪を回転させながら圃場に作用させることで圃場を耕耘又は攪拌する。エプロン２２０はロータ２０７の後方において、フレーム２００及びシールドカバー２１０に対して回転移動（回動）可能に設けられている。なお、シールドカバー２１０とフレーム２００との位置関係は固定されているため、シールドカバー２１０をフレーム２００の一部と見なすこともでき、上記の構成を、エプロン２２０はフレーム２００に対して回動可能に接続されている、ということもできる。レベラ２３０はエプロン２２０に対して回動可能に設けられている。エプロン２２０及びレベラ２３０は、圃場に接触することで、ロータ２０７の作業によって荒れた圃場を均平化する。
【0027】
図２は、本発明の一実施形態に係る走行機体及び作業機の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、走行機体１０は、制御部１９１、表示部１９３、及び位置検出部１９５を有する。作業機２０は、制御部２９１及び検出部２９３を有する。制御部１９１と制御部２９１とは通信部１２１によって接続されている。制御部２９１は、通信部１２１を介して制御部１９１に対して各種情報を送受信する。通信部１２１は有線であってもよく、無線であってもよい。通信部１２１の通信方法として、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を用いることができる。なお、モニタ１１０を作業者が保有する通信端末に置き換える場合、少なくとも制御部１９１及び表示部１９３は通信端末の中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって実現される。もちろん、位置検出部１９５が通信端末に設けられていてもよい。
【0028】
表示部１９３は制御部１９１によって制御され、作業者が視認できるようにモニタ１１０に画像を表示する。ただし、上記のように、表示部１９３は走行機体１０に備えられたモニタ１１０に画像を表示する代わりに、作業者が保有する通信端末に画像を表示させてもよい。位置検出部１９５は走行機体１０の現在位置を検出する。位置検出部１９５によって検出された位置情報は制御部１９１に送信される。位置検出部１９５として、例えば全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ；Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いることができる。ＧＮＳＳとして、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ）等の衛星測位システムを用いることができる。ただし、位置検出部１９５はＧＮＳＳに限定されず、走行機体１０の位置情報を検出する他の機器を用いることができる。制御部１９１、表示部１９３、及び位置検出部１９５は、上記と同様に有線又は無線で、ＣＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈによって接続される。
【0029】
検出部２９３は、レベラ２３０のエプロン２２０に対する回動角度を検出する。換言すると、検出部２９３は、レベラ２３０の圃場に対する上下動の変化を検出する。検出部２９３によって検出されたレベラ２３０の上下動の変化は制御部２９１に送信される。検出部２９３として、詳細は後述するが、例えばポテンショメータを用いることができる。ただし、検出部２９３はポテンショメータに限定されず、レベラ２３０の上下動の変化を検出する他の機器を用いることができる。制御部２９１及び検出部２９３は、上記と同様に有線又は無線で、ＣＡＮ、Ｗｉ－Ｆｉ、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈによって接続される。
【0030】
制御部２９１に送信されたレベラ２３０の上下動の変化に関する情報は、通信部１２１を介して制御部１９１に送信される。そして、レベラ２３０の上下動の変化に関する情報は制御部１９１によって解析され、圃場状態を判定する。なお、圃場状態の判定方法の詳細は後述する。ただし、制御部２９１がレベラ２３０の上下動の変化に関する情報を解析し、圃場状態を判定してもよい。なお、制御部１９１及び制御部２９１は、ネットワークを介してサーバと通信してもよい。つまり、検出部２９３によって検出されたレベラ２３０の上下動の変化に関する情報が制御部１９１又は制御部２９１からサーバに送信され、サーバがその情報を解析して、圃場状態を判定してもよい。
【0031】
詳細は後述するが、位置検出部１９５によって検出された位置情報は走行機体１０の現在位置を表示するために用いられるだけではなく、検出部２９３によって検出されたレベラ２３０の上下動の変化に基づいて得られた圃場状態の判定結果と併せてモニタ１１０に表示される。
【0032】
［作業機２０の構成］
図３は、本発明の一実施形態に係る作業機の全体構成を示す上面図である。図３に示すように、作業機２０は、フレーム２００、中央作業部３００、延長作業部４００、レベラ拡張部４９０、レベラ角度検出機構５００、及びレベラ制御部６００を有する。作業機２０は走行機体１０の後方に装着される。詳細は図４で説明するが、中央作業部３００及び延長作業部４００のそれぞれの下方には複数の作業爪を有するロータ２０７が設けられる。
図３は、本発明の一実施形態に係る作業機の全体構成を示す上面図である。図３に示すように、作業機２０は、フレーム２００、中央作業部３００、延長作業部４００、レベラ拡張部４９０、レベラ角度検出機構５００、及びレベラ制御部６００を有する。作業機２０は走行機体１０の後方に装着される。詳細は図４で説明するが、中央作業部３００及び延長作業部４００のそれぞれの下方には複数の作業爪を有するロータ２０７が設けられる。
【0033】
フレーム２００は、メインフレーム２０１、伝動フレーム（チェーンケース２０３が設けられた側のフレーム）、及びサイドフレーム２０５を有する。メインフレーム２０１は作業機２０の長手方向（走行機体の進行方向に対して直交または単に交差する方向）に延びている。メインフレーム２０１の左右両端部にはチェーンケース２０３及びサイドフレーム２０５が配置される。チェーンケース２０３とサイドフレーム２０５との間にはロータ２０７がフレーム２００に対して回転自在に支持される。具体的には、ロータ２０７は後述する中央シールドカバー３１０及び延長シールドカバー４１０のそれぞれの下方に取り付けられる。つまり、ロータ２０７に設けられた複数の作業爪は作業機２０の長手方向に配列される。
【0034】
中央作業部３００は、中央シールドカバー３１０、中央整地部材（中央エプロン３２０）、及び中央レベラ３３０を有する。中央シールドカバー３１０及び中央エプロン３２０は、第１接続部（図示せず）を回転移動の軸（回動軸）として接続される。また、中央エプロン３２０及び中央レベラ３３０は、第２接続部３３２を回動軸として接続される。第１接続部および第２接続部３３２は、蝶番状のヒンジを有する。つまり、第１接続部及び第２接続部３３２の各々は、円筒状部及び柱状部を有する。ここで、上記接続部の円筒状部は接続部によって接続される２つの部材の一方に固定されており、柱状部は円筒状部の内部を貫通し、柱状部の両端がこれらの部材の他方に固定される。
【0035】
中央シールドカバー３１０及び中央エプロン３２０はロータ２０７の作業によって飛散された飛散物が外部に放出されることを抑制する。つまり、中央シールドカバー３１０及び中央エプロン３２０をカバー部材ということができる。中央レベラ３３０はロータ２０７の作業によって耕耘又は撹拌された土壌を均平化する。つまり、中央レベラ３３０を均平部材又は接地部材ということができる。
【0036】
延長作業部４００は中央作業部３００の左右両端部に設けられ、中央作業部３００の上方に折り畳まれた収納状態（図示せず）と、図３に示すように展開された作業状態とを切り替え可能に中央作業部３００に接続される。
【0037】
延長作業部４００は、中央作業部３００と同様に延長シールドカバー４１０、延長エプロン４２０、及び延長レベラ４３０を有する。延長シールドカバー４１０及び延長エプロン４２０は、接続部４２２を回動軸として接続される。また、延長エプロン４２０及び延長レベラ４３０は、接続部４３２を回動軸として接続される。接続部４２２、４３２は、上記の第１接続部、第２接続部３３２と同様の構造を有する。
【0038】
延長シールドカバー４１０及び延長エプロン４２０は中央シールドカバー３１０及び中央エプロン３２０と同様に、延長作業部４００に配置されたロータ２０７の作業によって飛散された飛散物が外部に放出されることを抑制する。つまり、延長シールドカバー４１０及び延長エプロン４２０をカバー部材ということができる。また、延長レベラ４３０は、中央エプロン３２０と同様に、延長作業部４００に配置されたロータ２０７の作業によって耕耘又は撹拌された土壌を均平化する。つまり、延長レベラ４３０を均平部材又は接地部材ということができる。なお、図示しないが、延長シールドカバー４１０と延長エプロン４２０との間にはエプロン加圧機構が設けられている。当該エプロン加圧機構は、延長エプロン４２０が延長シールドカバー４１０に対して下方に回動するように延長エプロン４２０を加圧する。
【0039】
中央シールドカバー３１０と延長シールドカバー４１０とを特に区別しない場合、単にシールドカバー２１０という。中央エプロン３２０と延長エプロン４２０とを特に区別しない場合、単にエプロン２２０という。中央レベラ３３０と延長レベラ４３０とを特に区別しない場合、単にレベラ２３０という。
【0040】
延長レベラ４３０の端部には、整地可能な幅をさらに広げることができるレベラ拡張部４９０が設けられている。レベラ拡張部４９０は延長レベラ４３０に回動可能に接続される。また、レベラ拡張部４９０は作業機２０の長手方向に対して走行機体側に傾斜した誘導面４９１を有する。
【0041】
レベラ角度検出機構５００は、制御ボックス５０１に接続されている。制御ボックス５０１は中央シールドカバー３１０の上方に設けられている。制御ボックス５０１は、図２の制御部２９１の機能を有し、レベラ角度検出機構５００によって検出された中央レベラ３３０の中央エプロン３２０に対する回動角度を走行機体１０に設けられた制御部１９１に送信する。
【0042】
レベラ制御部６００は、中央エプロン３２０に対する中央レベラ３３０の角度を制御する。延長レベラ４３０は中央レベラ３３０と連動して中央レベラ３３０の角度と同じ角度に制御される。例えば、作業状態において、レベラ制御部６００が中央レベラ３３０を下方に押し込むことで、中央レベラ３３０及び延長レベラ４３０が中央エプロン３２０及び延長エプロン４２０に対して下方に回動した状態（土寄せ状態）を実現することができる。
【0043】
図４を用いて、レベラ角度検出機構５００の詳細な構成について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の全体構成を示す側面図である。図４に示すように、検出部材（レベラ角度検出機構５００）は、角度検出器（ポテンショメータ５１０）、第１アーム部５２０、第２アーム部５３０、第１弾性部５４０、及び第２弾性部５５０を有する。第１アーム部５２０、第２アーム部５３０、第１弾性部５４０、及び第２弾性部５５０を併せて伸縮ロッド５９０という場合がある。ポテンショメータ５１０は中央シールドカバー３１０に設けられた台座３１４に固定されている。ポテンショメータ５１０と第１アーム部５２０とは回動可能に接続されている。第２アーム部５３０は中央レベラ３３０に設けられた台座３３４に固定されている。第２アーム部５３０と台座３３４とは回動可能に接続されている。上記の構成を換言すると、伸縮ロッド５９０はポテンショメータ５１０と中央レベラ３３０とを連結する。
【0044】
第１アーム部５２０と第２アーム部５３０とは互いにスライド移動可能に接続されている。第１弾性部５４０は伸縮ロッド５９０が縮む方向に第１アーム部５２０及び第２アーム部５３０に弾性力を付与する。一方、第２弾性部５５０は伸縮ロッド５９０が伸びる方向に第１アーム部５２０及び第２アーム部５３０に弾性力を付与する。なお、レベラ角度検出機構５００のより詳細な構造は後述する。
【0045】
第１弾性部５４０及び第２弾性部５５０のそれぞれの弾性率は、ポテンショメータ５１０の原点復帰用の弾性部の弾性率に比べて大きい。したがって、中央レベラ３３０が圃場の凹凸の影響を受けて中央エプロン３２０に対して回動したとき、中央レベラ３３０の回動に伴って第１アーム部５２０及び第２アーム部５３０を介してポテンショメータ５１０が動作する。上記のようにして、中央レベラ３３０の中央エプロン３２０に対する回動角度をポテンショメータ５１０で検出することができる。
【0046】
延長レベラ４３０は中央レベラ３３０と連結されており、中央レベラ３３０と共に回動するため、ポテンショメータ５１０によって中央レベラ３３０及び延長レベラ４３０（レベラ２３０）の回動角度を検出することができる。換言すると、レベラ角度検出機構５００を用いてレベラ２３０の上下動の変化を検出することができる。
【0047】
図４では、中央レベラ３３０は中央エプロン３２０に対して回動し、中央エプロン３２０は中央シールドカバー３１０に対して回動するため、ポテンショメータ５１０は中央エプロン３２０及び中央レベラ３３０の両方の回動を検出することになる。しかし、ポテンショメータ５１０によって得られたデータに対して、中央エプロン３２０の回動による影響を排除する演算処理することで、中央レベラ３３０の回動のみを検出することができる。
【0048】
なお、本実施形態では、レベラ角度検出機構５００がレベラ２３０（中央レベラ３３０）のエプロン２２０（中央エプロン３２０）に対する回動角度を検出する構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、圃場に接する接地部材がフレーム２００又はシールドカバー２１０（例えば、中央シールドカバー３１０）に対して回動可能に接続された構成において、当該接地部材の回動角度を検出してもよい。なお、当該接地部材はフレーム２００又はシールドカバー２１０に対して回動しなくてもよい。ただし、その場合は、ポテンショメータ５１０に代えて接地部材の上下動の変化を検出可能な検出器が設けられる。
【0049】
［圃場状態の判定方法］
図５～図１０を用いて、本実施形態の作業機２０を用いた圃場状態の判定方法について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る作業機を用いた圃場状態の判定方法の動作フローを示す図である。作業者がモニタ１１０を操作し、圃場状態の判定プログラムを起動することで、プログラム動作が開始する。
図５～図１０を用いて、本実施形態の作業機２０を用いた圃場状態の判定方法について説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る作業機を用いた圃場状態の判定方法の動作フローを示す図である。作業者がモニタ１１０を操作し、圃場状態の判定プログラムを起動することで、プログラム動作が開始する。
【0050】
プログラム動作が開始されると、モニタ１１０にメニュー画面が表示される（Ｓ６０１）。メニュー画面から『圃場登録』を選択し、圃場の位置及び大きさを登録する（Ｓ６０３）。圃場の情報を事前に登録することで、圃場の各位置における判定結果を表示することができる。『圃場登録』が選択されると、図６に示す画面がモニタ１１０に表示される。図６は、本発明の一実施形態に係る圃場状態の判定方法において、画面に表示されるインターフェースの一例を示す図である。図６に示すように、モニタ１１０には入力領域６１１及び位置選択領域６１３が表示される。
【0051】
入力領域６１１には、圃場の名称、長辺サイズ、及び短辺サイズを入力可能な入力枠６１５が設けられている。なお、圃場の名称、長辺サイズ、及び短辺サイズは互いに関連付けて保存され、例えば圃場の名称をプルダウン形式で選択することで、自動的に事前に登録された長辺サイズ及び短辺サイズが入力されてもよい。
【0052】
位置選択領域６１３には、長方形の圃場の模式図及び走行機体のアイコンが表示されている。作業者は走行機体１０を圃場の角に移動した状態で、走行機体１０と圃場の位置関係に相当する画像を選択する。画像が選択されると、走行機体１０の備えられたＧＮＳＳによって、走行機体１０の位置情報が検出され、当該位置情報及び入力枠６１５に入力された圃場のサイズに基づいて圃場の外縁の位置情報が登録される。なお、圃場の位置情報は走行機体１０のメモリに記憶されてもよく、インターネットを介して本プログラムに関連するサーバの外部ストレージに登録されてもよい。このようにして、圃場の位置情報が登録される。
【0053】
図５に示すように、作業機２０による作業を行いながらＳ６０３において登録された圃場を走行開始すると（Ｓ６０５）、レベラ２３０が圃場の凹凸に起因して上下動（エプロン２２０に対して回動）する。その上下動の変化（エプロン２２０に対するレベラ２３０の回動角度の変化）をポテンショメータ５１０を用いて検出し（Ｓ６０７）、その上下動の変化を解析することで、作業後の圃場状態を判定することができる（Ｓ６０９）。
【0054】
ここで、図７～１０を用いて、Ｓ６０９においてレベラ２３０の上下動の変化に基づいて圃場状態を判定する方法について詳細に説明する。図７～図９は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法を示す図である。図１０は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定に用いられるルックアップテーブル（ＬＵＴ）に関連するインターフェースを示す図である。まず、図７に示すように、走行機体１０に設けられたＧＮＳＳによって検出された位置情報、及び作業機２０に設けられたレベラ角度検出機構５００によって検出されたレベラ２３０の上下動の変化に基づいて、走行機体１０の位置に対するレベラ２３０の上下動の変化がプロットされる。図７に示すプロットデータは、圃場の作業区間Ｌ１、Ｌ２及びＬ３毎に解析される。図７に示す例では、一定の作業区間毎にプロットデータを解析する例が示されている。ただし、解析対象の作業区間の間隔は一定でなくてもよい。図７では、圃場が作業区間Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に区分されている。本実施形態の圃場状態の判定方法は、プロットデータを作業区間Ｌ１、Ｌ２及びＬ３のそれぞれの区間で解析し、それぞれの区間に対して判定結果が導出される。
【0055】
図８を用いて、レベラ２３０の上下動を検出したプロットデータを解析する方法を説明する。圃場状態の判定は、凹凸の変化の大きさに基づいて行われる。具体的には、圃場状態の判定は、プロットデータにおいて検出された、隣接する山と谷の差に基づいて行われる。この隣接する山と谷の差を隣接ＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）値という。１つの作業区間における各隣接ＰＶ値を算出し、これらの隣接ＰＶ値に対する統計値に基づいて圃場状態の判定が行われる。具体的に説明すると、１つめの山ｐ１と１つめの谷ｖ１との差（レベラ２３０の上下動の変化の大きさ）をＰＶ１、１つめの谷ｖ１と２つめの山ｐ２との差をＰＶ２、２つめの山ｐ２と２つめの谷ｖ２との差をＰＶ３とする。そして、例えばＰＶ１～３の平均値に基づいて判定を行う。この隣接ＰＶ値に基づく判定方法の詳細は後述する。
【0056】
上記の解析において山と谷を検出する際に、例えば微振動領域ｒ１、ｒ２を無視するようにフィルタ処理を行う。このフィルタ処理として、例えばローパスフィルタ処理を用いてもよい。また、その他のフィルタ処理として、隣接ＰＶ値が所定の値よりも小さい場合に、その隣接ＰＶ値に関連する山と谷を無視して処理を行ってもよい。
【0057】
図９を用いて、作業停止を検出する方法を説明する。作業機２０が圃場を作業している間は、レベラ２３０は一定の範囲内で上下動するが、作業を停止して作業機２０が上方に持ち上げられると、レベラ２３０はその可動範囲の限界まで下方に回動し、ほとんど上下動しなくなる。例えば、図９に示すように、作業機２０が上方に持ち上げられると、プロットデータは下限付近まで落ち込み、ほとんど上下動しなくなる（図９の符号ｚ１）。このようにプロットデータが特異的な挙動を示した場合に、作業が停止されたと判断してもよい。作業停止と判断された場合にプロットデータの取り込みを中断してもよい。また、作業停止と判断された状態が開始された位置（図９の符号ｚ２）よりも前の情報だけを解析の対象としてもよい。
【0058】
図１０を用いて、図８に示した隣接ＰＶ値の統計値（以下、隣接ＰＶ統計値という）に基づいて、圃場状態を判定する方法について説明する。図１０に示すように、ルックアップテーブルに関連するインターフェース（ＬＵＴ６３０に基づくインターフェース）は、判定結果６３１、選択６３３、及び隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５の項目を有している。
【0059】
判定結果６３１は「不足」、「最適」、及び「過剰」の３つの項目の他に「良１」及び「良２」の項目が設けられている。「不足」は、まだ表面の土塊が大きく圃場表面の砕土性が悪い又は均平状態が悪い状態を指す。具体的には、隣接ＰＶ統計値の平均値及び標準偏差が相対的に大きい状態を「不足」と判定する。「過剰」は、表面の土塊が小さく圃場表面の砕土性が良い又は均平状態が良い状態を指すが、必要以上に土塊が小さい状態を指す。この「過剰」の状態に達するには、圃場に対する作業時間が長くなり、効率的ではない。したがって、「過剰」の状態になるまで作業を行う必要はない、という意味で「過剰」の項目が設けられる。具体的には、隣接ＰＶ統計値の平均値及び標準偏差が相対的に小さい状態を「過剰」と判断する。「最適」は「不足」と「過剰」との間の領域である。
【0060】
ここで、「良１」は、「最適」と「過剰」との間の状態を指してもよく、「過剰」の範囲の中で「最適」に近い状態を指してもよい。同様に、「良２」は、「最適」と「不足」との間の状態を指してもよく、「不足」の範囲の中で「最適」に近い状態を指してもよい。なお、「良１」及び「良２」の項目は、例えば走行機体１０の速度を遅く又は早くするなど、作業条件を少し変更することで圃場状態を「最適」にすることができる状態を指す。
【0061】
判定結果が「良１」又は「良２」の場合に、モニタ１１０を介して作業者に「車速を速くしてください」又は「車速を遅くしてください」などの作業操作ガイダンスを表示してもよい。若しくは、判定結果が「良１」又は「良２」の場合に、モニタ１１０を介して作業者に「ロータの回転速度を下げてください」又は「ロータの回転速度を上げてください」などの作業操作ガイダンスを表示してもよい。走行機体１０の車速を遅くする又はロータ２０７の回転速度を上げることで、ロータ２０７による圃場への作用が増加し、圃場表面の砕土性を向上させることができる。その結果、圃場状態を「良２」から「最適」に近づけることができる。一方、走行機体１０の車速を速くする又はロータ２０７の回転速度を下げることで、ロータ２０７による圃場への作業が減少し、圃場表面の砕土性を低下させることができる。その結果、圃場状態を「良１」から「最適」に近づけることができる。判定結果が「良１」の場合は速度を速くすることができるため、作業効率が向上する。
【0062】
上記とは異なる作業操作ガイダンスとして、判定結果が「良１」又は「良２」の場合に、モニタ１１０を介して作業者に「エプロンを加圧してください」又は「エプロンの加圧力を大きくしてください」、若しくは「エプロン加圧を解除してください」又は「エプロンの加圧力を小さくしてください」などの作業操作ガイダンスを表示してもよい。エプロンの加圧は、延長シールドカバー４１０と延長エプロン４２０との間に設けられたエプロン加圧機構によって行われる。エプロン２２０を加圧するとエプロン２２０はシールドカバー２１０に対して下方に回動するため、圃場の土等がエプロン２２０で滞留する。これによって、ロータ２０７による圃場への作用が増加し、圃場表面の砕土性を向上させることができる。一方、エプロン２２０の加圧を解除すると、土等は滞留しにくくなるため、ロータ２０７による圃場への作業が減少し、圃場表面の砕土性を低下させることができる。
【0063】
選択６３３は、判定結果６３１の各項目の判定結果を有効又は無効にする。例えば、図１０に示すＬＵＴ６３０に基づくインターフェースでは、「過剰」、「不足」、及び「最適」の項目にチェックされているため、これらの３つの判定結果だけが有効となり、判定結果が「良１」及び「良２」になることはない。
【0064】
隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５では、各判定結果に対する隣接ＰＶ統計値の範囲が規定されている。つまり、隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５は判定基準である。「最適」、「良１」、及び「良２」の項目に対する隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５では上限及び下限の両方が設定される。「過剰」の項目に対する隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５では少なくとも上限が設定される。「不足」の項目に対する隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５では少なくとも下限が設定される。隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５は数値入力によって変更されてもよく、＋ボタン及び－ボタンによってその値が変更されてもよい。なお、＋ボタン又は－ボタンが選択されると、隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５の上限及び下限が共に変化する。つまり、＋ボタン又は－ボタンが選択された場合、その上限と下限との差（つまり、範囲の幅）は変わらないように上限及び下限が共に変化する。ただし、＋ボタン又は－ボタンが選択された場合に範囲の幅が変更されながら上限及び下限が変化してもよく、上限又は下限だけが変化してもよい。
【0065】
例えば図８に示すようなプロットデータから隣接ＰＶ統計値が算出されると、その隣接ＰＶ統計値及び図１０のＬＵＴ６３０に基づくインターフェースに表示された基準に基づいて判定結果が導出される。このようにして、図７に示す作業区間Ｌ１、Ｌ２及びＬ３のそれぞれに対して判定結果が導出される。そして、図５に示すように、導出された判定結果は走行機体１０に備えられたモニタ１１０に表示される（Ｓ６１１）。なお、判定結果のモニタ１１０への表示方法の詳細は後述する。
【0066】
［判定結果及び判定結果に関連するデータ］
上記のようにして各作業区間に対して導出された判定結果は、図８のプロットデータ（測定データ）、及びプロットデータから算出された隣接ＰＶ統計値と関連付けられてデータテーブル６４０として記憶装置に記憶される（図１１参照）。図１１は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法によって得られたデータの一例を示す図である。なお、上記のプロットデータ及び隣接ＰＶ統計値を併せてレベラ２３０の圃場に対する「上下動の変化に関する情報」ということができる。つまり、上記を換言すると、作業区間毎の圃場状態の判定結果は、作業区間毎のレベラの上下動の変化に関する情報と関連付けて保存される。
上記のようにして各作業区間に対して導出された判定結果は、図８のプロットデータ（測定データ）、及びプロットデータから算出された隣接ＰＶ統計値と関連付けられてデータテーブル６４０として記憶装置に記憶される（図１１参照）。図１１は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法によって得られたデータの一例を示す図である。なお、上記のプロットデータ及び隣接ＰＶ統計値を併せてレベラ２３０の圃場に対する「上下動の変化に関する情報」ということができる。つまり、上記を換言すると、作業区間毎の圃場状態の判定結果は、作業区間毎のレベラの上下動の変化に関する情報と関連付けて保存される。
【0067】
図１１に示すように、データテーブル６４０は、区間６４１、プロットデータ６４３、隣接ＰＶ統計値６４５、及び判定結果６４７の項目を有している。区間６４１は、図７に示す作業区間Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に対応する。なお、区間６４１の情報には、圃場を特定する情報が含まれる。つまり、区間６４１に基づいて、どの圃場のどの位置を示すのか、を認識することができる。プロットデータ６４３は走行機体１０の走行距離に対するレベラ２３０の上下動を示す測定データである。隣接ＰＶ統計値６４５はプロットデータ６４３に基づいて算出された統計値である。図１１では、統計値として平均値及び標準偏差が表示されているが、これら以外の統計値が用いられてもよい。判定結果６４７は図１０のＬＵＴ６３０に基づいて導出される。
【0068】
図１１では、データテーブル６４０に上記の４つの項目の情報が記憶された構成を例示したが、この構成に限定されない。例えば、これらの項目以外の情報が追加で記憶されていてもよい。又は、これらの項目の一部の情報だけが記憶されていてもよい。なお、上記の記憶装置は走行機体１０の制御部１９１に接続された記憶装置であってもよく、作業機２０の制御部２９１に接続された記憶装置であってもよく、ネットワークを介して走行機体１０又は作業機２０の通信部に接続されたサーバの記憶装置又はサーバにネットワークを介して接続された記憶装置（例えば、サーバの外部に設けられた外部ストレージ）であってもよい。
【0069】
［判定結果の表示方法］
上記のようにして導出された圃場状態の判定結果の表示方法について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果をモニタに表示する一例を示す図である。図１３は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果の基準を変更する方法の一例を示す図である。
上記のようにして導出された圃場状態の判定結果の表示方法について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果をモニタに表示する一例を示す図である。図１３は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果の基準を変更する方法の一例を示す図である。
【0070】
図１２に示すように、モニタ１１０には圃場マップ６５０、リアルタイム判定結果６６０、及び諸情報６７０が表示される。圃場マップ６５０は、図６に示す『圃場登録』によって登録された圃場の位置情報、及び別途設定された作業機幅などの情報に基づいて作業区間単位に区分される。圃場マップ６５０では、作業及び圃場状態の判定が完了した各作業区間に対して、目視で識別可能に模様又は色が付けられる。作業区間毎に付けられる模様又は色は、図１１に示す判定結果を反映する。例えば、ブロック６５１は判定結果が「過剰」の作業区間である。ブロック６５３は判定結果が「不足」の作業区間である。ブロック６５５は判定結果が「最適」の作業区間である。圃場マップ６５０には、走行機体アイコン６５７が表示され、作業を行っている圃場における走行機体１０の現在位置を認識することができる。なお、図１１の圃場マップ６５０に表示される判定結果は、図１０の選択６３３でチェックされた判定結果６３１である。つまり、図１０の選択６３３では、「過剰」、「不足」、及び「最適」の３項目にチェックされているため、図１１ではこれら３つの判定結果が表示される。
【0071】
圃場マップ６５０の左上には、リアルタイム判定結果６６０が表示されている。リアルタイム判定結果６６０には、判定結果がグラデーション表示されている。つまり、圃場マップ６５０には「最適」、「過剰」、及び「不足」の３種類の判定結果しか表示されないのに対して、リアルタイム判定結果６６０にはそれより多い段階の判定結果が表示される。例えば、上記の３種類の判定結果に加え、図１０に示す「良１」及び「良２」の判定結果が表示されてもよい。なお、図１０の選択６３３で「良１」及び「良２」がチェックされている場合に、「良１」及び「良２」の判定結果を表示する代わりに、モニタ１１０を介して作業者に「車速を速くしてください」又は「車速を遅くしてください」、「ロータの回転速度を下げてください」又は「ロータの回転速度を上げてください」、若しくは「エプロンを加圧してください」又は「エプロン加圧を解除してください」などの作業操作ガイダンスを表示してもよい。
【0072】
圃場マップ６５０の右上には、諸情報６７０が表示されている。諸情報６７０には作業完了予測時刻、作業済み面積、及び残り作業面積が表示されている。ただし、図１２に示された諸情報６７０は一例に過ぎず、上記の情報以外の情報が表示されてもよい。
【0073】
このようにして、作業者は、圃場を作業しながら、その作業の結果得られた圃場状態を評価することができる。さらに、圃場マップ６５０に判定結果が表示されることで、作業者は一目で作業が不足している領域、及びこれ以上作業する必要がない領域を認識することができる。
【0074】
図１３は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定結果の基準を変更する方法の一例を示す図である。図１３の（Ａ）は判定基準変更前の表示画面であり、（Ｂ）は判定基準変更後の表示画面である。図１３の（Ａ）に示す表示画面は、図１２の表示画面に類似しているが、圃場マップ６５０Ａの左下に基準変更６８０Ａが表示されている点において図１２の表示画面と相違する。それ以外の点は、図１２の表示画面と同じなので、説明を省略する。
【0075】
圃場状態の判定基準は図１０に示すＬＵＴ６３０で規定され、図１３の（Ａ）に示すような判定結果が表示される。しかし、作業者によっては、ＬＵＴ６３０で規定された判定結果とは異なる判定結果を望む場合がある。例えば、所定の判定基準では「過剰」と判定されていた圃場状態であっても、作業者はその圃場状態を好む場合がある。このような場合、以下に示す方法で判定基準を自動的に変更することができる。
【0076】
作業者が基準変更６８０Ａを選択すると、現在作業中の圃場状態が「最適」の判定結果に含められるように、ＬＵＴ６３０の隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５の範囲が変更される。この変更において、「最適」の判定結果に関連付けられた隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５の上限値と下限値との差、つまり「最適」と判断される隣接ＰＶ統計値判定範囲６３５の範囲は維持されたまま、上限値及び下限値が共に変更される。この変更に伴い、図１１に示すデータテーブル６４０の隣接ＰＶ統計値６４５は再判定され、その再判定結果が判定結果６４７に反映される。この判定結果６４７の再判定結果に基づいて、図１３の（Ｂ）に示す圃場マップ６５０Ｂが更新される。上記の圃場マップ６５０Ｂへの再判定結果の反映は、現在作業を行っている圃場に限定される。ただし、判定結果の反映は、現在作業を行っている圃場以外の圃場に適用されてもよい。なお、上記の判定基準の変更は、図２に示す制御部１９１又は制御部２９１によって行われる。上記のように、基準変更６８０Ａが選択された場合に、隣接ＰＶ統計値６４５が再判定され、その結果が上書きされてもよく、基準変更６８０Ａが選択される前の情報と併せて、基準変更６８０Ａが選択された後の情報が保存されてもよい。
【0077】
圃場マップ６５０Ａで「過剰」と判定されていた作業区間の一部は、圃場マップ６５０Ｂでは「最適」の判定に変更されている。また、圃場マップ６５０Ａで「最適」と判定されていた作業区間の一部は、圃場マップ６５０Ｂでは「不足」の判定に変更されている。そして、基準変更６８０Ａを選択した以降は、上記のように変更された判定基準に基づいた判定結果が表示される。このように、作業中であっても基準変更６８０Ａを選択するだけで、ＬＵＴ６３０の設定値を手動で変更することなく判定基準を変更することができる。
【0078】
本実施形態では、基準変更６８０Ａを選択すると、それまでに判定された領域の判定結果が、基準変更６８０Ａの選択によって変更された判定基準に基づいて更新される構成を例示したが、基準変更６８０Ａの選択より前に判定された判定結果の更新を行わなくてもよい。また、本実施形態では、基準変更６８０Ａを選択すると、現在作業中の圃場状態が「最適」の判定結果に含められるようにＬＵＴ６３０が変更される構成を例示したが、基準変更６８０Ａを選択した後に「最適」の判定結果に含めたい圃場条件の作業区間を選択することで、ＬＵＴ６３０の変更が行われてもよい。
【0079】
［レベラ角度検出機構５００の構成］
図１４及び図１５を用いてレベラ角度検出機構５００の詳細な構成について説明する。図１４は、本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の詳細を示す側面図である。図１５は、本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の詳細を示す上面図である。なお、以下の説明において、説明の便宜上、ポテンショメータ５１０及び連結回動部材５６０を他の部材よりも太い線で描いた。
図１４及び図１５を用いてレベラ角度検出機構５００の詳細な構成について説明する。図１４は、本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の詳細を示す側面図である。図１５は、本発明の一実施形態に係る作業機のレベラ角度検出機構の詳細を示す上面図である。なお、以下の説明において、説明の便宜上、ポテンショメータ５１０及び連結回動部材５６０を他の部材よりも太い線で描いた。
【0080】
まず、第１アーム部５２０と第２アーム部５３０との接続構造について詳細に説明する。図１５に示すように、第１アーム部５２０には、第１アーム部５２０から第２アーム部５３０に延びる第１アーム連結部５２１が接続されている。第１アーム連結部５２１の先端には第２アーム連結部５２３が接続されている。第２アーム連結部５２３は筒状であり、その筒の中空部に第２アーム部５３０が挿入されている。このような構成によって、第１アーム部５２０と第２アーム部５３０とがスライド移動可能に接続される。
【0081】
第２アーム部５３０には、第１ストッパ５３１及び第２ストッパ５３３が設けられている。第１弾性部５４０は第１ストッパ５３１と第２アーム連結部５２３との間に設けられている。第２弾性部５５０は第２ストッパ５３３と第２アーム連結部５２３との間に設けられている。第１弾性部５４０及び第２弾性部５５０は共に縮められた状態でこれらの位置に配置されるため、第１弾性部５４０は伸縮ロッド５９０が縮む方向に第１アーム部５２０及び第２アーム部５３０に弾性力を付与し、第２弾性部５５０は伸縮ロッド５９０が伸びる方向に第１アーム部５２０及び第２アーム部５３０に弾性力を付与する。なお、第１弾性部５４０及び第２弾性部５５０を併せて弾性部という場合、当該弾性部は、伸縮ロッド５９０伸びる方向及び縮む方向の両方向に対して、第１アーム部５２０及び第２アーム部５３０の各々に弾性力を付与する、ということができる。
【0082】
図４の説明では省略したが、図１４及び図１５に示すように、レベラ角度検出機構５００は、さらに連結回動部材５６０、ブラケット５７０、及び回動軸５８０を有する。連結回動部材５６０は回動軸５８０を介して第１アーム部５２０に対して回動可能に接続されている。また、連結回動部材５６０はブラケット５７０に対して回動可能に接続されている。ポテンショメータ５１０はブラケット５７０に取り付けられている。ブラケット５７０は固定部５７５によって台座３１４に取り付けられている。なお、ポテンショメータ５１０、連結回動部材５６０、ブラケット５７０、及び回動軸５８０を併せて角度検出器という場合がある。
【0083】
連結回動部材５６０は、第３アーム部５６１及び回動軸５６３を有する。第３アーム部５６１には開口５６５が設けられている。回動軸５８０が開口５６５を貫通することで、第３アーム部５６１が第１アーム部５２０に対して回動可能に接続される。ブラケット５７０は、第１ストッパ５７１及び第２ストッパ５７３を有する。また、ブラケット５７０には開口５７７が設けられている。なお、回動軸５６３が開口５７７を貫通することで、連結回動部材５６０がブラケット５７０に対して回動可能に接続される。第１ストッパ５７１は、連結回動部材５６０がＲ１方向に回動したときに、回動軸５８０と接触することで、連結回動部材５６０の回動を規制する。このように回動軸５８０が第１ストッパ５７１に係止することで、連結回動部材５６０の回動が規制された状態を第１回動限界という。第２ストッパ５７３は、連結回動部材５６０がＲ２方向に回動したときに、第３アーム部５６１と接触することで、連結回動部材５６０の回動を規制する。このように第３アーム部５６１が第２ストッパ５７３に係止することで、連結回動部材５６０の回動が規制された状態を第２回動限界という。
【0084】
前述のように、第１弾性部５４０及び第２弾性部５５０のそれぞれの弾性率は、ポテンショメータ５１０の原点復帰用の弾性部の弾性率に比べて大きいため、第１回動限界と第２回動限界との間の連結回動部材５６０の回動範囲では、中央レベラ３３０の上下動に追従して連結回動部材５６０が回動する。一方で、連結回動部材５６０が第１回動限界又は第２回動限界を越えて回動するように中央レベラ３３０が上下動すると、以下に示すように、第１弾性部５４０又は第２弾性部５５０が伸縮することで伸縮ロッド５９０が伸縮し、レベラ角度検出機構５００の破損が抑制される。
【0085】
図１６は、本発明の一実施形態に係る作業機において、伸縮ロッドが最も伸びた状態を示す側面図である。図１６に示す状態は、レベラの土寄せ状態に相当する。連結回動部材５６０が第１回動限界を越えて回動するように中央レベラ３３０が下方に回動すると、第１弾性部５４０が縮み、第２弾性部５５０が伸びることで伸縮ロッド５９０が伸びる。
【0086】
図１７は、本発明の一実施形態に係る作業機において、伸縮ロッドが最も縮んだ状態を示す側面図である。図１７に示す状態は、レベラが畦などに乗り上げた状態に相当する。連結回動部材５６０が第２回動限界を越えて回動するように中央レベラ３３０が上方に回動すると、第１弾性部５４０が伸び、第２弾性部５５０が縮むことで伸縮ロッド５９０が縮む。
【0087】
上記のように、連結回動部材５６０が第１回動限界又は第２回動限界を越えて回動するようにレベラが上下動するような場合であっても、レベラの回動を規制することなく、レベラ角度検出機構５００が破損されることを抑制できる。
【0088】
本実施形態では、圃場状態の判定結果は登録された圃場の位置情報と共に記録されるようにしてもよい。つまり、圃場状態の判定結果はマッピングデータとして記録されてもよい。この場合の判定結果のマッピングデータは、その他のマッピングデータと関連付けられて記録される。
【0089】
上記のようにして得られた圃場状態の判定結果のマッピングデータは、その他のマッピングデータと関連付けられることで、圃場状態が当該圃場で作成される農作物にどのような影響を与えるのかを管理することができる。図１８は、本発明の実施形態に係る圃場状態の判定方法によって得られたデータの管理方法の一例を示す図である。図１８に示すように、図１１に示す各種データに加えて、耕深６９１Ｃ、収量６９３Ｃ、及び施肥量６９５Ｃが互いに関連付けられてデータテーブル６４０Ｃに保存されている。なお、耕深６９１Ｃ、収量６９３Ｃ、及び施肥量６９５Ｃは、隣接ＰＶ統計値６４５Ｃと同様に区間６４１Ｃにおける平均値であってもよく、標準偏差であってもよい。
【0090】
耕深６９１Ｃは、例えば、走行機体１０に対する作業機２０の高さ、及びエプロン２２０のシールドカバー２１０に対する回動角度に基づいて得ることができる。また、耕深６９１Ｃは、上記の回動角度に加えてレベラ２３０のエプロン２２０に対する回動角度に基づいて得られてもよい。
【0091】
収量６９３Ｃは、例えば、収穫機を用いて農作物の収穫を行った際に取得したデータである。収量６９３Ｃのデータは、圃場状態の判定結果と同様にマッピングデータである。収量６９３Ｃを取得する装置は本実施形態の作業機２０とは異なるため、判定結果６４７Ｃのブロックのサイズと収穫機によって得られた収量のブロックのサイズとが異なる場合がある。その一例を図１９及び図２０に示す。図１９の（Ａ）は、判定結果６４７Ｃのマッピングデータが表示された圃場マップ６５０Ｃである。図１９の（Ｂ）は、収量６９３Ｃのマッピングデータが表示された圃場マップ７００Ｃである。
【0092】
図１９の（Ａ）において、ブロック６５１Ｃは判定結果が「過剰」の作業区間であり、ブロック６５３Ｃは判定結果が「不足」の作業区間であり、ブロック６５５Ｃは判定結果が「最適」の作業区間である。図１９の（Ｂ）において、ブロック７０１Ｃは収量が「多い」の作業区間であり、ブロック７０３Ｃは収量が「少ない」の作業区間であり、ブロック７０５Ｃは収量が「普通」の作業区間である。なお、圃場マップ６５０Ｃ及び７００Ｃは同じ圃場を示すものであり、同じ圃場サイズである。圃場マップ６５０Ｃは横：縦が８：６で区分されているが、圃場マップ７００Ｃは横：縦が５：４で区分されている。つまり、圃場マップ６５０Ｃ及び圃場マップ７００Ｃのそれぞれの１ブロックのサイズは異なる。
【0093】
このように、異なる圃場マップにおいて、１ブロックのサイズが異なる場合、図２０に示すように、収量６９３Ｃのマッピングデータを判定結果６４７Ｃのブロックの境界（図２０の点線）で区分する。図２０の場合、ブロック６５１Ｃの判定結果６４７Ｃに対応する収量６９３Ｃのデータとして、ブロック７０３Ｃの収量データがデータテーブル６４０Ｃに記録される。ブロック６５３Ｃの判定結果６４７Ｃに対応する収量６９３Ｃのデータとして、ブロック７０３Ｃ及びブロック７０５Ｃの収量データの平均値がデータテーブル６４０Ｃに記録される。なお、収量データの平均値は、ブロック６５３Ｃにおけるブロック７０３Ｃの収量データの占有面積、及びブロック７０５Ｃの収量データの占有面積の比を加重した加重平均であってもよい。
【0094】
上記のように、判定結果６４７Ｃに対応するブロックが、複数の収量のデータを含む場合は、それらの収量データの平均値又は加重平均値を当該ブロックの収量データとして扱う。ただし、上記のように１つのブロックが複数の収量データを含む場合、複数の収量データのうちいずれか１つの収量データを当該ブロックの収量データとして扱ってもよい。複数の収量データのうち、１つの収量データを選定する方法として、当該ブロックにおいて最も占有面積が大きい収量データを採用してもよく、最も収量が多い又は少ない収量データを採用してもよい。
【0095】
上記のように、１つの圃場に対するマッピングデータが複数存在する場合、作業者の要求に応じて、それらの情報が作業者に表示される。これらの情報を作業者に表示する場合、図１９の（Ａ）及び（Ｂ）のように並べて表示されてもよく、図２０のように重ねて表示されてもよい。作業者は上記の表示を確認し、例えば収量が多いブロックの圃場状態の判定結果が「最適」に含まれるように、図１３に示す例のように判定基準を変更してもよい。
【0096】
上記では、収量６９３Ｃについて説明したが、耕深６９１Ｃ及び施肥量６９５Ｃについても、上記と同様に処理することができる。
【0097】
図１８に示すデータテーブル６４０Ｃに関連するデータは、走行機体１０の制御部１９１に接続された記憶装置に記憶されてもよく、作業機２０の制御部２９１に接続された記憶装置に記憶されてもよく、ネットワークを介して走行機体１０又は作業機２０の通信部に接続されたサーバの記憶装置又はサーバにネットワークを介して接続された外部ストレージに記憶されてもよい。
【0098】
収穫機又はその他の作業機で圃場のマッピングデータを取得する際に、図５及び図６に示す圃場登録によって登録された圃場の情報を用いることができる。例えば、登録された圃場の情報には圃場の位置情報が含まれているため、収穫機又はその他の作業機の現在位置に基づいて、これから作業を行う圃場が特定される、又は圃場の候補が作業者に表示されてもよい。
【0099】
図１８に示すデータテーブル６４０Ｃに関連するデータは、次回圃場を作業する際に読み出されてもよい。上記のような判定基準の変更がされていない場合、例えば、判定結果は「最適」であるが、収量が「普通」又は「少ない」のブロック（収量が最も良い結果ではないブロック）を作業しているときに、そのブロックの判定結果を収量が「多い」ブロックの判定結果に近づけるように、作業者に「車速を速くしてください」又は「車速を遅くしてください」、「ロータの回転速度を下げてください」又は「ロータの回転速度を上げてください」、若しくは「エプロンを加圧してください」又は「エプロン加圧を解除してください」などの作業操作ガイダンスを表示してもよい。
【0100】
以上、本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【0101】
１０：走行機体、 ２０：作業機、 １００：車体、 １１０：モニタ、 １２０：三点リンク機構、 １２１：通信部、 １９１：制御部、 １９３：表示部、 １９５：位置検出部、 ２００：フレーム、 ２０１：メインフレーム、 ２０３：チェーンケース、 ２０５：サイドフレーム、 ２０７：ロータ、 ２１０：シールドカバー、 ２２０：エプロン、 ２３０：レベラ、 ２９１：制御部、 ２９３：検出部、 ３００：中央作業部、 ３１０：中央シールドカバー、 ３１４、３３４：台座、 ３２０：中央エプロン、 ３３０：中央レベラ、 ３３２：第２接続部、 ４００：延長作業部、 ４１０：延長シールドカバー、 ４２０：延長エプロン、 ４２２、４３２：接続部、 ４３０：延長レベラ、 ４９０：レベラ拡張部、 ５００：レベラ角度検出機構、 ５０１：制御ボックス、 ５１０：ポテンショメータ、 ５２０：第１アーム部、 ５２１：第１アーム連結部、 ５２３：第２アーム連結部、 ５３０：第２アーム部、 ５３１：第１ストッパ、 ５３３：第２ストッパ、 ５４０：第１弾性部、 ５５０：第２弾性部、 ５６０：連結回動部材、 ５６１：第３アーム部、 ５６３：回動軸、 ５６５：開口、 ５７０：ブラケット、 ５７１：第１ストッパ、 ５７３：第２ストッパ、 ５７５：固定部、 ５７７：開口、 ５８０：回動軸、 ５９０：伸縮ロッド、 ６１１：入力領域、 ６１３：位置選択領域、 ６１５：入力枠、 ６３０：ＬＵＴ、 ６３１：判定結果、 ６３３：選択、 ６３５：隣接ＰＶ統計値判定範囲、 ６４０：データテーブル、 ６４１：区間、 ６４３：プロットデータ、 ６４５：隣接ＰＶ統計値、 ６４７：判定結果、 ６５０、７００Ｃ：圃場マップ、 ６５１、６５３、６５５、７０１Ｃ、７０３Ｃ、７０５Ｃ：ブロック、 ６５７：走行機体アイコン、 ６６０：リアルタイム判定結果、 ６７０：諸情報、 ６８０Ａ：基準変更、 ６９１Ｃ：耕深、 ６９３Ｃ：収量、 ６９５Ｃ：施肥量
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】