特許 7063361 作業車両

(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】2022-04-25

(45)【発行日】2022-05-09

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   A01C 11/02 20060101AFI20220426BHJP

   A01C 15/00 20060101ALI20220426BHJP

   A01B 69/00 20060101ALI20220426BHJP

   B62D 7/14 20060101ALI20220426BHJP

   B62D 7/18 20060101ALI20220426BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20220426BHJP

【ＦＩ】

A01C11/02 320A

A01C11/02 331

A01C11/02 331D

A01C11/02 350H

A01C15/00 D

A01B69/00 303M

B62D7/14 B

B62D7/18 A

B62D6/00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020169264

(22)【出願日】2020-10-06

(62)【分割の表示】P 2018035944の分割

【原出願日】2018-02-28

(65)【公開番号】P2021010373

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2020-10-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(72)【発明者】

【氏名】加藤 哲

(72)【発明者】

【氏名】山本 彬裕

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 悠太

【審査官】大澤 元成

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－１６８３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０１９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０３６２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｃ １１／０２

Ａ０１Ｃ １５／００

Ａ０１Ｂ ６９／００

Ａ０１Ｂ ６３／１０２

Ａ０１Ｂ ６３／１０８

Ｂ６２Ｄ ７／１４

Ｂ６２Ｄ ７／１８

Ｂ６２Ｄ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の車輪（１１ａ），（１２ａ）を備え、圃場（１００）を走行可能な走行車体（１）と、前記複数の車輪（１１ａ），（１２ａ）がそれぞれ取付けられる複数の転舵軸（１８）と、前記複数の車輪（１１ａ），（１２ａ）を駆動する駆動源（１７０）と、を備え、
前記車輪（１１ａ），（１２ａ）は、前記転舵軸（１８）周りにそれぞれ独立して９０度以上回転可能であり、進行方向における前方に位置する左右一組の車輪組（１１、１２）あるいは後方に位置する左右一組の車輪組（１２、１１）のうち、いずれかの組の各前記車輪（１１ａ），（１２ａ）をそれぞれ１８０度回転させることにより、トレッド寸法を変化させる制御装置（３）を備えた作業車両において、
前記走行車体（１）に、水平方向へ回転自在に取付けられた資材貯留部（１５）と、前記走行車体（１）の前後方向の両端側に、昇降装置（１９）を介して昇降自在に連結された一対の作業装置（２），（２）と、前記資材貯留部（１５）の内部に設けられ、貯留した作業資材を前記作業装置（２）へ供給する資材供給装置（１４）と、少なくとも前記作業装置（２），（２）および前記資材供給装置（１４）の動作を前記制御装置（３）で制御する構成とし、前記資材貯留部（１５）には、その一側に作業資材を投入するための開口が形成されるとともに、他側には作業装置（２），（２）に対峙するように資材排出口が形成され、前記資材排出口から作業資材が作業装置（２），（２）へ搬送されることを特徴とする作業車両。

【請求項2】

自車両の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得装置（５）を備え、前記制御装置（３）は、前記位置情報取得装置（５）が取得した位置情報と前記車輪（１１ａ），（１２ａ）の舵角とに基づいて前記転舵軸（１８）および前記駆動源（１７０）を制御して前記走行車体（１）を自動走行させ、前記位置情報取得装置（５）は、航法衛星からの信号を受信する受信アンテナ（５１）を前記資材貯留部（１５）の回転中心上に備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。

【請求項3】

前記作業装置（２）は、前記資材供給装置（１４）から送給された前記作業資材である苗（Ｎ０）を前記圃場（１００）に移植する苗植付装置（２１）を備えることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の作業車両。

【請求項4】

肥料を貯留する肥料貯留部（１６０）が前記資材貯留部（１５）に引出自在に設けられ、肥料貯留部（１６０）は、引き出し状に形成された上面開口の箱体であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、作業車両として、例えば、走行車体の後部に苗植付部を連結し、圃場を走行しながら苗の植付作業を行う苗移植機がある。かかる苗移植機の中でも、自車両の位置を示す位置情報と算出された目標走行経路とに基づいて自動操舵による自動走行を可能としたものがある（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－２４５４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、自動走行可能な上述の従来の苗移植機は、作業資材となる苗などを収納するスペースを確保することが難しい上に、苗移植作業中に苗植付部へ苗を円滑に苗補することが難しかった。また、圃場を荒らすことなく作業効率を向上させることが難しかった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業装置への作業資材の補給を容易に行うことのでき、効率的な作業を行うことができる作業車両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】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の作業車両（１０）は、複数の車輪（１１ａ），（１２ａ）を備え、圃場（１００）を走行可能な走行車体（１）と、前記複数の車輪（１１ａ），（１２ａ）がそれぞれ取付けられる複数の転舵軸（１８）と、前記複数の車輪（１１ａ），（１２ａ）を駆動する駆動源（１７０）と、を備え、
前記車輪（１１ａ），（１２ａ）は、前記転舵軸（１８）周りにそれぞれ独立して９０度以上回転可能であり、進行方向における前方に位置する左右一組の車輪組（１１、１２）あるいは後方に位置する左右一組の車輪組（１２、１１）のうち、いずれかの組の各前記車輪（１１ａ），（１２ａ）をそれぞれ１８０度回転させることにより、トレッド寸法を変化させる制御装置（３）を備えた作業車両において、
前記走行車体（１）に、水平方向へ回転自在に取付けられた資材貯留部（１５）と、前記走行車体（１）の前後方向の両端側に、昇降装置（１９）を介して昇降自在に連結された一対の作業装置（２），（２）と、前記資材貯留部（１５）の内部に設けられ、貯留した作業資材を前記作業装置（２）へ供給する資材供給装置（１４）と、少なくとも前記作業装置（２），（２）および前記資材供給装置（１４）の動作を前記制御装置（３）で制御する構成とし、前記資材貯留部（１５）には、その一側に作業資材を投入するための開口が形成されるとともに、他側には作業装置（２），（２）に対峙するように資材排出口が形成され、前記資材排出口から作業資材が作業装置（２），（２）へ搬送されることを特徴とする。

【0007】

請求項２に記載の作業車両（１０）は、請求項１において、自車両の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得装置（５）を備え、前記制御装置（３）は、前記位置情報取得装置（５）が取得した位置情報と前記車輪（１１ａ），（１２ａ）の舵角とに基づいて前記転舵軸（１８）および前記駆動源（１７０）を制御して前記走行車体（１）を自動走行させ、前記位置情報取得装置（５）は、航法衛星からの信号を受信する受信アンテナ（５１）を前記資材貯留部（１５）の回転中心上に備えたことを特徴とする。

【0008】

請求項３に記載の作業車両（１０）は、請求項１または２において、前記作業装置（２）は、前記資材供給装置（１４）から送給された前記作業資材である苗（Ｎ０）を前記圃場（１００）に移植する苗植付装置（２１）を備えることを特徴とする。

【0009】

請求項４に記載の作業車両（１０）は、請求項１から３の何れか１項において、肥料を貯留する肥料貯留部（１６０）が前記資材貯留部（１５）に引出自在に設けられ、肥料貯留部（１６０）は、引き出し状に形成された上面開口の箱体であることを特徴とする。

【0010】

（削除）

【発明の効果】

【0011】

請求項１に記載の作業車両によれば、走行車体を所望する方向へ自在に走行させることができ、圃場などを走行する際の自由度が著しく高まる。また、略直角あるいは斜め方向に直線的に移動することができるため、例えば圃場の４隅などに未作業領域を生じさせることがない。また、作業中に後進しても、例えば圃場に移植などした作業資材を車輪で踏みつぶすおそれを可及的に減じることができる。

【0012】

また、資材貯留部に配設された資材供給装置は、作業資材を載置状態で収容するとともに、これらの作業資材を、作業装置へ順次送給することができる。また、資材貯留部は回動可能であるため、一対の作業装置のいずれにも作業資材の供給が可能である。

【0013】

請求項２に記載の作業車両によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、走行車体を所望する方向へ自在に走行させることができ、圃場などを走行する際の自由度が著しく高まる。

【0014】

請求項３に記載の作業車両によれば、請求項１または２に加えて、苗移植作業の省力化および効率化を図ることができる。

【0015】

請求項４に記載の作業車両によれば、請求項１から３の何れか１項の効果に加えて、肥料貯留部を資材貯留部から引き出せば、適宜肥料補充することができ、肥料の補充についても、引き出した状態にすることで、畔から簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、実施形態に係る作業車両である苗移植機の概要を示す説明図である。

【図2】図２は、同上の苗移植機の側面図である。

【図3】図３は、同上の苗移植機の作業装置の姿勢を示す説明図である。

【図4A】図４Ａは、同上の苗移植機のタンク部の回転機構の一例を示す説明図である。

【図4B】図４Ｂは、同上の回転機構の模式的説明図である。

【図5】図５は、同上の苗移植機の転舵駆動輪の構造を模式的に示す説明図である。

【図6】図６は、同上の苗移植機のコントローラを中心とするブロック図である。

【図7】図７は、同上の苗移植機の作業手順の一例を示す模式的説明図である。

【図8】図８は、同上の苗移植機の背面視による説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に、本発明の実施形態に係る作業車両を、無人で自動走行しながら田植作業を行うことのできる苗移植機として図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に記す実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形したり、各実施形態を組み合わせたりして実施することができる。また、以下では苗移植機の走行車体、あるいは走行車体と作業装置とを含む苗移植機の全体を指して機体と呼ぶ場合がある。

【0018】

図１は、実施形態に係る作業車両である苗移植機の概要を示す説明図であり、苗移植機の自動田植え作業の概要を示している。また、図２は、同苗移植機の側面図、図３は、同苗移植機の作業装置の姿勢を示す説明図である。また、図４Ａは、同苗移植機のタンク部の回転機構の一例を示す説明図、図４Ｂは、同回転機構の模式的説明図である。また、図５は、同苗移植機の転舵駆動輪の構造を模式的に示す説明図である。

【0019】

図１に示すように、作業車両としての苗移植機１０は、所定の圃場１００において、予めティーチングされた作業経路Ｌに沿って無人で自動走行しながら、作業装置である苗植付部２を用いて苗Ｎ０の植付作業を行うことができる。苗移植機１０の自動走行および苗Ｎ０の植付作業は、走行車体１に搭載された制御部であるコントローラ３によってなされる（図２）。

【0020】

なお、図示しないが、自動走行を行うために、走行車体１の前後左右位置に、それぞれ一対の監視カメラ９（図６参照）を設けてフロントセンサ、リヤセンサ、左右のサイドセンサとして機能させ、進行を阻害する障害物などを検出可能としている。なお、図１において、符号Ｎが示すものは、苗移植機１０により移植された苗Ｎ０からなる苗列である。

【0021】

図２および図３に示すように、苗移植機１０は、コントローラ３を搭載する略正方形の走行車体１を備えるとともに、複数の車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａを備え、圃場１００を走行可能な走行車体を備える。

【0022】

そして、この走行車体１上には、回転機構１５０（図４Ａ参照）を介して水平方向へ回転自在（矢印Ａ１参照）に設けられた資材貯留部となるタンク部１５を備える。

【0023】

タンク部１５の回転機構１５０は、図４Ａに示すように、その下面に設けたタンク座部１５ａに、レール溝１５１ａが形成されるとともに、複数のローラ１５４を回転自在に配設した上部円形フレーム１５１が連接されている。他方、走行車体１の走行フレーム１６（図２および図３参照）上に設けたタンク設置フレーム１５３には、レール溝１５２ａが形成された下部円形フレーム１５２が取付けられている。

【0024】

そして、下部円形フレーム１５２と上部円形フレーム１５１のレール溝１５１ａ，１５２ａ同士で形成される空間にローラ１５４が位置するように両者を対向させて配置する。タンク設置フレーム１５３には、コントローラ３により制御されるタンクモータ１５５が取付けられており、このタンクモータ１５５の回転軸に取付けたピニオン１５６を、図４Ｂに示すように、上部円形フレーム１５１の外周に形成された係合歯１５１ｂに噛合させている。

【0025】

かかる構成により、タンクモータ１５５が駆動すれば、上部円形フレーム１５１が回動し、この上部円形フレーム１５１を一体的に設けたタンク部１５も回動することになる。

【0026】

また、上部円形フレーム１５１および下部円形フレーム１５２を用いたため、内側に施肥装置やその他必要な装置類や電動機構などを配置することができるため、タンク部１５を自在に回転可能としつつ、苗移植機１０の小型化を図ることができる。

【0027】

なお、タンク部１５の回動停止位置としては、制限を設けずに任意の位置で停止できるようにしてもよいが、少なくとも、一対の苗植付部２を結ぶ仮想線上の２箇所と、この仮想線に直交する仮想線上の２箇所の４か所、すなわち９０度の間隔をおいて停止することが好ましい。

【0028】

また、走行車体１の両端側には、コントローラ３により制御される作業装置昇降モータ１７５（図６参照）を備えた昇降装置１９を介して一対の苗植付部２，２が昇降自在に連結されている。すなわち、走行車体１には、走行フレーム１６の両端に昇降装置１９が設けられており、この昇降装置１９に、先端に苗植付部２の外枠を連結した連結杆１９０の基端が連結されている。したがって、昇降装置１９の作業装置昇降モータ１７５が駆動すると、連結杆１９０が上下に回動し、その回動に連動して苗植付部２が昇降する。

【0029】

また、連結杆１９０の中間部と苗植付部２の外枠とを、例えば油圧シリンダ１９１などのアクチュエータにより回動自在に連結しており、アクチュエータの駆動によって苗植付部２の苗載台２０の姿勢を変更可能としている。

【0030】

かかる構成により、苗植付部２の姿勢に応じて苗載台２０の姿勢を変更することで、苗Ｎoの植付姿勢を安定させることができる。

【0031】

タンク部１５の内部には、貯留した苗Ｎ０を苗植付部２へ供給する資材供給装置１４が設けられている。なお、資材供給装置１４については後に詳述する。

【0032】

走行車体１の基台となる走行フレーム１６の下部には、駆動輪であり、かつ転動輪である４つの車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａが設けられる。すなわち、苗移植機１０は、所謂４ＷＤ（四輪駆動）であり、かつ４ＷＳ（四輪操舵）の４つの転舵駆動輪を備える作業車両である。なお、以下では、進行方向の側もしくはその反対の側のいずれか一方の左右一組の車輪１１ａ，１１ａを第１の車輪組１１、他方の左右一組の車輪１２ａ，１２ａを第２の車輪組１２と記す場合がある。

【0033】

第１、第２の車輪組１１，１２を構成する４つの車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａは、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置された４つの転舵軸１８の周りにそれぞれ独立して９０度以上の舵角で回動可能に取付けられている。

【0034】

また、転舵駆動輪である４つの車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａは、駆動源となる駆動モータ１７０により、それぞれ独立して車軸１７ａと共に回転する。そして、これら車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａは、平面視で略正方形の走行車体１に規定された仮想円の周上に９０度間隔で４つ設けられている。仮想円の中心は、タンク部１５の回転中心と一致している。すなわち、４つの車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａは、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置されている。

【0035】

本実施形態に係る苗移植機１０の車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａは、転舵軸１８の周りに１８０度回転可能としている。コントローラ３は、進行方向における前方に位置する左右一組の車輪組１１あるいは後方に位置する左右一組の車輪組１２のうち、いずれかの車輪組１１（１２）の各車輪１１ａ（１２ａ）を、それぞれ１８０度回転させることによってトレッド寸法を変化させることができる。

【0036】

すなわち、図５に示すように、各車輪１１ａ（１２ａ）は、それぞれ独立して駆動モータ１７０が設けられた動力伝達ケース１８０から下方へ延在する略Ｌ字状の転舵軸１８の先端部をなす車軸１７ａに取付けられている。なお、駆動モータ１７０を動力伝達ケース１８０の上部に設けて、車輪１１ａ，１２ａの外径よりも高い位置に配置したため、泥などが付着することを可及的に抑制し、耐久性を向上させることができる。

【0037】

前述したように、各車輪１１ａ（１２ａ）は、転舵軸１８の周りに１８０度回転可能である。そこで、図５に示すように、例えば、左右一組の車輪組１１（１２）の転舵軸１８を、矢印Ａ２で示すように、それぞれ１８０度回転させると、左右一組の車輪組１１（１２）の各車輪１１ａ，１２ａは、トレッドＴ１の状態から、より幅狭のトレッドＴ２の状態へと寸法を変化させることができる。

【0038】

したがって、このようにトレッド寸法を変化させて進行することで、作業中であっても、圃場１００に移植された苗Ｎ０を車輪１１ａ，１２ａで踏みつぶすおそれを可及的に減じることができる。また、トレッド寸法の変更は、左右一組の車輪組１１（１２）を同時に行うのではなく、いずれかの組の車輪組１１（１２）を選択的に行うこともできる。

【0039】

また、各車輪１１ａ（１２ａ）は、それぞれ独立して駆動モータ１７０により個別に駆動可能であるため、例えば、機体直進時に若干のブレがあった場合、車輪１１ａ（１２ａ）の回転を制御することで直線性を維持することが可能である。例えば、右に曲がりそうな場合は、左の車輪１１ａ（１２ａ）の回転を相対的に遅くするか、逆に右の車輪１１ａ（１２ａ）の回転を相対的に速くすることで、進行方向を直進方向へ引き戻すことができる。さらに、苗移植作業中、苗載台２０は横方向へ移動するが、その移動の際に移動方向とは反対側の車輪１１ａ（１２ａ）の回転を若干速めることで、移動した苗載台２０の重みで傾く分のトルクをバランスさせて直進性を良好に保持することも可能である。

【0040】

また、直進性を損なう場合は、対角線上に位置する車輪１１ａ（１２ａ）の間で回転速度を変えることで、直進性を維持することもできる。なお、大幅に直進性が損なわれるとコントローラ３が判断した場合は、減速したり停止してもよい。

【0041】

また、旋回時には、外側に位置する車輪１１ａ（１２ａ）の回転を速めることで、旋回半径を小さくすることもできる。そして、旋回中央まで進んだときに、４つの車輪１１ａ，１２ａを反転させると、圃場１００を荒らすことなく旋回前の位置に戻ることもできる。

【0042】

ところで、図１～図３に示すように、タンク部１５の回転中心上には受信アンテナ５１が設置されている。この受信アンテナ５１は、後述する位置情報取得装置５（図６参照）の一部を構成するもので、位置情報取得装置５は、航法衛星３００から電波を受信して自車両の位置を示す位置情報を取得する。

【0043】

そして、コントローラ３により、位置情報取得装置５が取得した位置情報と車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａのそれぞれの舵角とに基づいて転舵軸１８および駆動モータ１７０を制御して走行車体１を自動走行させることができる。

【0044】

例えば、図１に示すように、苗移植機１０が圃場１００の端部に達すると、これまでの苗移植機１０や他の作業車両のように、Ｕターンをすることなく、転舵角を制御して車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａを切り返すことにより、符号１１０で示すような経路をとって進行方向を切り替えることができる。

【0045】

このように、本実施形態に係る苗移植機１０では、畦端であっても機体をＵターンさせることなく作業が行えるため車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａによって圃場１００を荒らすおそれを可及的に抑制することができる。また、コントローラ３の自動制御による苗植付作業が行えるため、高速作業が可能となり、作業効率が著しく向上する。

【0046】

ところで、苗植付部２，２は、図２および図３に示すように、走行車体１の走行フレーム１６の両端に連結されており、それぞれが独立して動作可能である。すなわち、各苗植付部２は、コントローラ３により動作制御される昇降装置１９を介して走行フレーム１６に取付けられる。また、各苗植付部２は、コントローラ３により動作制御される苗植付装置２１が設けられている。苗植付装置２１は、苗載台２０から苗Ｎ０（資材）を取り出して圃場１００に植え付ける植付爪２２を備えるとともに、圃場１００を均すロータ２４を備えている。

【0047】

ところで、苗植付部２の苗載台２０には、苗Ｎ０を検出する苗センサ８（図６参照）が設けられている。苗センサ８としては、例えば、イメージセンサなどを適宜用いることができる。

【0048】

かかる苗センサ８は、苗載台２０と苗マットとの間の間隙の寸法あるいは密着度合を検出し、検出結果に基づいてコントローラ３は苗マットの滑り具合を判定する。そして、滑りが悪く苗マットの下降不良などが生じるおそれがある場合、オペレータへ警報信号を出力する。なお、苗マットの下降不良が検出された場合、コントローラ３はその解消を図るために、昇降装置１９を駆動して苗植付部２を上下動させ、苗マットの降下を促進することもできる。

【0049】

また、植付爪２２の動作を検出する苗センサ８を設けることもできる。すなわち、植付爪２２が苗Ｎ０の取り損ねが所定回数以上連続するような場合、コントローラ３がオペレータへ警報信号を出力するのである。

【0050】

なお、検出結果に基づきコントローラ３から出力される警報信号は、例えば、オペレータが所持する端末装置などに送信することもできる。

【0051】

本実施形態に係る苗移植機１０のコントローラ３は、一対の苗植付部２，２のうち、一方の苗植付部２に圃場１００に接地する作業姿勢、すなわち苗植付姿勢をとらせつつ、他方の苗植付部２を所定角度上昇させて苗補充姿勢をとらせることができる。このとき、コントローラ３は、一対の苗植付部２，２のうち、いずれの苗植付部２についても水平姿勢を維持できるように制御することができる。

【0052】

したがって、自動走行による植付作業中において、図３に示すように、一方の苗植付部２で植付作業を行っている間に、他方の苗植付部２を、この苗植付部２の苗載台２０がタンク部１５と可及的に接近するようにして水平姿勢に維持する。そして、タンク部１５内に設けられた資材供給装置１４を駆動して、他方の苗植付部２に苗Ｎ０を補充することができる。そのため、苗植付部２を使用する際に苗Ｎ０が不足である状態になることを可及的に回避することができる。なお、ここでは、タンク部１５と苗載台２０とは近接状態にとどめているが、両者をドッキングさせる構成としてもよい。

【0053】

ここで、図２および図３を参照しながら、資材供給装置１４の構成およびこの資材供給装置１４による苗Ｎ０の補充動作について説明する。

【0054】

図２および図３に示すように、タンク部１５に配設された資材供給装置１４は、圃場１００へ植付けるための苗Ｎ０が多列に配列された複数の苗マットを載置状態で収容するとともに、これらの苗マットを、苗植付部２の苗載台２０へ順次、送給することができる。

【0055】

本実施形態に係るタンク部１５には、その一側に苗Ｎ０（資材）を投入するための開口が形成されるとともに、他側には苗植付部２に対峙するように資材排出口が形成される。かかる資材排出口から、苗マットは、苗植付部２の苗載台２０へと搬送される（図３の矢印Ｓ参照）。なお、タンク部１５は回動可能であるため、一対の苗植付部２、２のいずれの苗載台２０にも苗マットの供給が可能である。

【0056】

より具体的に説明すると、資材供給装置１４は、苗マットの搬送に適したコンベヤ装置の構成を具備する上段搬送機構１４１と下段搬送機構１４２とを備える。すなわち、モータで駆動するローラコンベアやベルトコンベアなどのように、複数の苗マットを載置した状態で容易に回動可能な搬送帯を備えるコンベア機構を所定間隔をあけて上下に配設している。ここでは、上下に配設された搬送機構を、それぞれ上段搬送機構１４１および下段搬送機構１４２とする。このように、上段搬送機構１４１および下段搬送機構１４２を用いて搬送することで、苗マットの端部などがまくれたりすることなく、安定した状態で搬送することができる。

【0057】

なお、資材供給装置１４は、苗移植機１０の対応条数に応じた複数列分を配設可能である。例えば、苗移植機１０が４条植えであって、苗植付部２が備える苗載台２０に４列の苗マットを載置することができるのであれば、資材供給装置１４もタンク部１５内に４列配設することができる。

【0058】

また、図示するように、タンク部１５の外殻１３の一部には透明部材で形成された窓部１３３が設けられている。したがって、資材供給装置１４の作動状況は、タンク部１５の外からでも目視により確認することができる。また、タンク部１５の下縁部には、例えば資材供給装置１４の異常や苗マット切れを報知することができる表示ランプ６００が設けられている。

【0059】

また、外殻１３の下部位置には、肥料を貯留する肥料貯留部１６０が引出自在に設けられている（図８参照）。すなわち、肥料貯留部１６０は、引き出し状に形成された上面開口の箱体であり、タンク部１５から引き出せば、適宜肥料補充することができる。

【0060】

また、走行フレーム１６の下部には、肥料貯留部１６０からの肥料を圃場１００へ散布するための肥料散布機１６１が設けられている。この肥料散布機１６１には、苗植付部２の後部側に先端が開口する肥料送給チューブ１６２の基端が接続されている。なお、肥料散布機１６１の動力機構は、コントローラ３により制御される。

【0061】

かかる構成により、苗移植機１０は、十分な量の肥料を貯留することができるとともに、苗Ｎ０の植付作業中に、圃場１００への肥料供給、あるいは苗マットに保持されている苗Ｎ０に対して直接的に肥料散布することができる。

【0062】

ここで、図６を参照しながら、本実施形態に係る苗移植機１０の機能について説明する。図６は、苗移植機１０のコントローラ３を中心とするブロック図である。

【0063】

図６に示すように、苗移植機１０は、制御部であるコントローラ３を備えており、このコントローラ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶部、さらには入出力部を備える。これらは互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能であり、記憶部には苗移植機１０を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。

【0064】

図６に示すように、コントローラ３には、苗移植機１０の走行をはじめとする駆動系を制御する駆動制御装置６や、前述の資材供給装置１４を駆動する資材搬送モータ７ａ、タンク部１５を水平回転させるためのタンクモータ１５５、苗植付部２を昇降させる作業装置昇降モータ１７５、さらには４つの車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａをそれぞれ独立して駆動する４つの駆動モータ１７０が接続される他、様々な装置の駆動に関わる各種アクチュエータ４００が接続される。

【0065】

各種アクチュエータ４００としては、例えば、苗植付部２に設けられる前述の油圧シリンダ１９１や、肥料散布機１６１の動力源、あるいは植付クラッチを作動させる植付クラッチモータなどのような各種モータがある。

【0066】

ところで、本実施形態に係る苗移植機１０の苗載台２０は、アクチュエータとなる油圧シリンダ１９１により回動して姿勢変更が可能であるが、姿勢を変更した場合に、ロータ２４についても自動的に高さが一定位置になるように、ロータ２４の姿勢を変更する機構およびその駆動源を設けて、コントローラ３により制御変更可能な構成にすることが好ましい。

【0067】

また、コントローラ３には、前述の苗センサ８や監視カメラ９、さらには、苗移植機１０の状態や回りの環境の状態を検出して自動走行や自動植付作業に寄与する各種センサ５００が接続される。なお、各種センサ５００としては、例えば、苗植付部２への苗供給作業を自動で行うために、タンク部１５内の苗マットの有無やその数などを検出する苗マットセンサがある。

【0068】

また、各種センサ５００の一例として、圃場１００の肥沃度を検出する肥沃度センサを車輪１１ａ，１２ａに設けておき、肥沃度が高いことが検出されると、コントローラ３により、オペレータの端末装置に警告音の出力を指示する信号を送信することもできる。なお、警告の基準となる肥沃度の値については、オペレータにより設定可能にしておくことが好ましい。また、肥沃度センサを作動させるスイッチなどを設けておき、このスイッチ操作に連動して車輪１１ａ，１２ａの転舵軸１８を数回左右に回転させることができる。かかる動作によって、肥沃度センサの電極に、圃場１００の泥を確実に付着させて肥沃度を検出することができる。

【0069】

監視カメラ９は、例えば、苗植付部２にも適宜搭載することができ、安全クラッチ（不図示）の作動を監視して監視結果をオペレータが携行する端末装置などに送信することができる。なお、端末装置は、専用装置でもよいが、携帯電話やタブレット端末装置であってもよい。また、例えば、苗載台２０を撮像可能な位置に監視カメラ９を配置しておき、各条毎の苗Ｎ０の減少具合を検出することで、苗植付装置２１などのメカ的な作動不良を検出することもできる。

【0070】

また、苗移植機１０は、自動操舵装置４と、位置情報取得装置５とを備えており、これらもコントローラ３と接続されている。

【0071】

自動操舵装置４は、コントローラ３による苗移植機１０の自動操舵を可能にしており、動力伝達ケース１８０と、その上部に設けられ、コントローラ３により駆動を制御される駆動モータ１７０や転舵軸１８を回転させるモータなどを含むステアリング機構４１と、舵角検出装置４２とを備えている。コントローラ３は、例えば、図示しない起動スイッチがＯＮになると、位置情報取得装置５が取得した位置情報と舵角検出装置４２の検出結果とに基づき、自動操舵装置４を介して走行車体１の自動運転を開始する。

【0072】

位置情報取得装置５は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）やＧＰＳ（Global Positioning System）で使用される航法衛星３００からの信号を受信する受信アンテナ５１を備え、地球上における苗移植機１０の位置情報（座標情報）を取得し、取得した位置情報をコントローラ３に送信する。

【0073】

かかる位置情報取得装置５で取得した機体の位置データから、コントローラ３は、苗移植機１０の実速度を導出することもできる。すなわち、一定時間内における機体の移動量から実走行速度を逐次算出することができる。したがって、コントローラ３は、苗Ｎ０の植付作業に最適な速度を維持しながら自動走行することができる。また、例えば車輪１１ａや車輪１２ａがスリップなどした場合でも、車輪１２ａの回転量と関係なく、苗移植機１０の実車速を取得することができる。

【0074】

こうして、苗移植機１０は、コントローラ３により、舵角検出装置４２が検出した転舵輪である車輪１１ａ，１２ａの舵角と、取得した位置情報とに基づいてステアリング機構４１を制御しながら、予め定められた作業経路Ｌ（図１参照）にそって自動走行しつつ、苗Ｎ０の植付作業、さらには施肥作業などを自動的に実行することができる。

【0075】

苗移植機１０は、自動運転のみならず、前述の端末装置を用いて遠隔操作で走行させることもできる。例えば、所定の圃場１００を自動運転させるための走行経路をティーチングするために、所定の圃場１００をオペレータによって遠隔操作で走行させ、自動運転の際の走行経路に関する情報を記憶させることができる。

【0076】

また、苗移植機１０の走行車体１に、例えば端末装置の一例としてのリモコンを設けた運転台を取付可能とし、オペレータが運転台に座して操縦して走行させることもできる。例えば、不図示の格納庫などから所定の圃場１００に至るまでは、オペレータが苗移植機１０を遠隔操作して農道２００（図１参照）を走行させてもよい。なお、運転台を設けておらず、外部から遠隔操作する場合、安全面を考慮して、リモコンや端末装置と機体との距離が一定以上離れていない場合は駆動モータ１７０が起動しないように制御することもできる。

【0077】

上述してきたように、本実施形態に係る作業車両は、無人で自動走行、苗移植作業を行うことができるロボット化された苗移植機１０であり、走行車体１には、操縦ハンドルなどは存在しないが、例えば、マニュアル操作可能な操縦ハンドルを予め設けておき、着脱自在とした運転台にオペレータが搭乗して行うマニュアル運転と、自動運転とを選択可能とすることもできる。

【0078】

上述してきた構成により、苗移植機１０は、自動運転により、圃場１００を自動走行しながら、苗Ｎ０の植付けについても自動的に行うことができる。かかる自動運転の際に、一対の苗植付部２，２のうち、一方の苗植付部２に植付作業の姿勢をとりつつ、他方の苗植付部２は所定角度上昇して水平姿勢に維持して資材補充姿勢をとる。

【0079】

そして、タンク部１５に配設された資材供給装置１４が駆動して、資材補充姿勢をとっている苗植付部２の苗載台２０に、苗マットを順次補給していく（図３参照）。このとき、コントローラ３は、苗植付部２に設けた監視カメラ９からの検出結果に基づいて、補充すべき苗マットの数などを判断する。

【0080】

また、タンク部１５内の苗マットがすべて供給されたて苗マットが存在しないことを苗マットセンサ（不図示）が検出した場合、コントローラ３は、補充用の苗マット切れを表示ランプ６００により報知するとともに、オペレータが携行する端末装置に苗マット切れを示す信号を送信するようにしている。また、この際に、作業中の苗植付部２の苗載台２０に収容されている苗Ｎ０の数とに基づいて、圃場端の畔付近へ自動的に移動して苗マットのタンク部１５内への補充を受けるようにするとよい。

【0081】

ここで、図７を参照しながら、本実施形態に係る苗移植機１０の苗移植作業時における進行方向の切替えについて説明する。図７は、苗移植機１０の作業手順の一例を示す模式的説明図である。なお、図７において、一対の苗植付部２，２のうち、網掛けして描かれているのは上昇している苗植付部２を示す。

【0082】

図７（ａ）に示すように、例えば、苗移植機１０が、矢印Ｆの方向へ進行しながら圃場端に向かって苗植付作業を行っているとする。図面上では上側から下側方向に向かって進行している。そして、この苗移植機１０が、圃場端、すなわち畦際に到達したとする。図中、符号Ｎ１は苗植付作業により形成された苗列を示す。

【0083】

なお、この状態では、進行方向、すなわち前方に位置する苗植付部２は上昇して略水平姿勢にあり、進行方向に対して反対側、すなわち後方に位置する苗植付部２は下降して作業姿勢にある。水平姿勢となっている苗載台２０に苗Ｎ０が規定量よりも少ないことが検出された場合、資材供給装置１４が作動して苗マットの供給がなされる。また、上昇している苗植付部２は、苗移植機１０のバランスウェイトの役割を果たし、走行の安定性を向上させることができる。

【0084】

そして、前方にある水平姿勢の苗植付部２が畦際に到達したとする。この場合、畦際付近には、所定距離だけ苗Ｎ０の植付けがなされていない未作業領域１０１が生じている。

【0085】

そこで、苗移植機１０は、図７（ｂ）に示すように、前方の苗植付部２を下降させて作業姿勢とする一方、後方の苗植付部２を略水平姿勢まで上昇し、矢印Ｒの方向へ後進しながら作業姿勢にある苗植付部２を駆動して未作業領域１０１に苗Ｎ０を植付ける。このとき、前述したように、左右一組の車輪組１１（１２）の各車輪１１ａ，１１ａのトレッド寸法を変更することで、既に植えられている苗Ｎ０を車輪１１ａ，１２ａで踏みつぶすおそれがない。

【0086】

次いで、一対の苗植付部２，２をいずれも上昇させるとともに、４つの車輪１１ａ，１１ａ，１２ａ，１２ａを時計回りに所定角度（例えば４５°）回動させ、図７（ｃ）に示すように、機体を矢印Ｆａ方向へ進行させる。すなわち、苗移植機１０は、圃場端に向けて斜めに進行する。こうして、苗移植機１０は、次の列の端に位置することになる。

【0087】

そして、図７（ｄ）に示すように、その位置で圃場端側の苗植付部２を下降して作業姿勢をとらせる一方、反対側の苗植付部２を上昇させて、矢印Ｒａの方向へ進行しながら苗植付作業を行う。すなわち、図７（ａ）に示す苗列を１列目とすると、２列目の苗植付作業を行う。そして、圃場際では、また同様なステップが実行されて、圃場１００の全体への苗植付け作業が進む。

【0088】

こうして、畦際において、苗移植機１０を斜め方向へあたかもカニ歩きのように進めることでこれまでのように、圃場１００の外周に形成される未作業領域１０１を、最後に周回しながら作業して苗Ｎ０を植付ける後作業を廃止することができる。そのため、作業時間についても短縮でき、効率的な作業を行うことができる。

【0089】

以上、実施形態に係る苗移植機１０について説明してきたが、図８を参照してタンク部１５の構成について説明を加える。図８は、苗移植機１０の背面視による説明図である。

【0090】

図示するように、タンク部１５の外殻１３は、一側に設けた枢支部（不図示）を中心に開閉可能に構成されている（矢印Ａ３参照）。したがって、タンク部１５の内部に設けた資材供給装置１４のメンテナンスなどを容易に行うことができるとともに、例えば畔際に横づけすれば、苗マットをタンク部１５内に簡単に補充することができる。

【0091】

また、引き出し状に形成された上面開口の肥料貯留部１６０は、図示するように、タンク部１５の開放側、すなわち、タンク部１５に形成された苗Ｎ０を投入するための開口や苗Ｎ０を供給するための資材排出口と直交する側に引き出し自在に配設されている。したがって、肥料の補充についても、肥料貯留部１６０を引き出した状態にすることで、畔から簡単に行うことができる。

【0092】

以上、実施形態に係る苗移植機１０について説明してきたが、上述してきた実施形態は発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、タンク部１５を回動させる機構としては、図４Ａおよび図４Ｂに示した構造のみならず、周知の油圧ショベルなどと同じ機構を採用することもできる。

【0093】

また、動力源としては各種のモータを採用した例としたが、例えばエンジンとトランスミッションやＨＳＴ（Hydro Static Transmission）を備えた構成とすることもできる。トランスミッションを用いる場合、内部に貯留されるオイルを、例えば苗載台２０の姿勢を変更する油圧シリンダ１９１に送るように構成することもできる。その場合、油圧シリンダ１９１をスイングジョイントを介して取付けるようにすれば、取付けた位置が回転するような構造であっても、オイルチューブやホース類などが追従するため捻じれたりするおそれがない。

【0094】

上述した実施形態から以下の苗移植機１０が実現する。

【0095】

（１）複数の車輪１１ａ，１２ａを備え、圃場１００を走行可能な走行車体１と、前記走行車体１に、水平方向へ回転自在に取付けられたタンク部１５と、前記走行車体１の両端側に、昇降装置１９を介して昇降自在に連結された一対の苗植付部２，２と、前記タンク部１５の内部に設けられ、貯留した苗Ｎoを前記苗植付部２へ供給する資材供給装置１４と、少なくとも前記苗植付部２，２および前記資材供給装置１４の動作を制御するコントローラ３と、を備え、前記コントローラ３は、前記一対の苗植付部２，２のうち、一方の苗植付部２に圃場１００に接地する作業姿勢をとらせつつ、他方の苗植付部２を所定角度上昇させて資材補充姿勢をとらせる苗移植機１０。

【0096】

（２）上記（１）において、前記一対の苗植付部２，２は、いずれも水平姿勢を維持可能である苗移植機１０。

【0097】

（３）上記（１）または（２）において、自車両の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得装置５と、前記複数の車輪１１ａ，１２ａがそれぞれ取付けられる複数の転舵軸１８と、前記複数の車輪１１ａ，１２ａを駆動する駆動モータ１７０と、を備え、前記コントローラ３は、前記位置情報取得装置５が取得した位置情報と前記車輪１１ａ，１２ａの舵角とに基づいて前記転舵軸１８および前記駆動モータ１７０を制御して前記走行車体１を自動走行させる苗移植機１０。

【0098】

（４）上記（３）において、前記車輪１１ａ,１２ａは、それぞれの軸間距離が等しくなるように配置された４つの前記転舵軸１８の周りにそれぞれ独立して９０度以上の舵角で回動可能に取付けられるとともに、前記駆動モータ１７０を介してそれぞれ独立して車軸１７ａの周りに回動する複数の転舵駆動輪である苗移植機１０。

【0099】

（５）上記（４）において、各前記車輪１１ａ，１２ａは、前記転舵軸１８周りに１８０度回転可能であり、前記コントローラ３は、進行方向における前方に位置する左右一組の車輪組１１（１２）あるいは後方に位置する左右一組の車輪組１２（１１）のうち、いずれかの組の各前記車輪１１ａ，１２ａをそれぞれ１８０度回転させることにより、トレッド寸法を変化させる苗移植機１０。

【0100】

（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記苗植付部２は、前記資材供給装置１４から送給された前記苗Ｎ０を前記圃場１００に移植する苗植付装置２１を備える苗移植機１０。

【0101】

なお、上述してきた実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、表示要素などのスペック（構造、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質など）は、適宜に変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0102】

１ 走行車体
２ 苗植付部（作業装置）
３ コントローラ（制御装置）
５ 位置情報取得装置
１０ 苗移植機（作業車両）
１１ａ，１２ａ 車輪
１４ 資材供給装置
１５ タンク部（資材貯留部）
１８ 転舵軸
１９ 昇降装置
２１ 苗植付装置
５１ 受信アンテナ
１００ 圃場
１６０ 肥料貯留部
１７０ 駆動モータ（駆動源）
Ｎ０ 苗（作業資材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】