JP2019187333A - Autonomously traveling combine - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、比較的廉価な自動制御で圃場を直進で走行して機体操縦者の操縦を補助する自律走行コンバインを具現することを課題とする。【解決手段】機体前方の圃場に植生する穀稈株Kの位置を認識する株位置認識手段7を設け、少なくとも左右二条分の株位置を検出して左右二条の株出現タイミングが一致するように機体の走行方向を自動制御して直進走行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1PROBLEM TO BE SOLVED: To embody an autonomous traveling combine that travels straight through a field with relatively inexpensive automatic control to assist the operation of a vehicle body operator. SOLUTION: Strain position recognition means 7 for recognizing the position of a grain culm plant K vegetated in a field in front of the machine is provided, and at least two left and right plant strain positions are detected so that the left and right two plant strains appear at the same timing. An autonomous traveling combine characterized by automatically controlling the traveling direction of the machine body to travel straight. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、自律走行して収穫作業を行う自律走行コンバインに関する。 The present invention relates to an autonomous traveling combine that autonomously travels and performs a harvesting operation.
作業者が操縦操作を行わず自律走行するコンバインは、下記の特許文献に記載されている(特許文献1、2参照)。
A combine in which an operator travels autonomously without performing a steering operation is described in the following patent documents (see
これらの自律走行コンバインは、機体の前方を映す電子カメラを設け、映した圃場の画像を解析して走行装置を自動制御しながら穀稈を刈取装置で刈り取って収穫作業を行う。 These autonomous traveling combiners are provided with an electronic camera that reflects the front of the aircraft, and the harvesting operation is performed by harvesting cereals with the reaping device while automatically controlling the traveling device by analyzing the projected field image.
前記自律走行コンバインは、機体に取り付けた電子カメラが映した機体前方の圃場画像を分析して障害物を避けながら自動操縦しているが、電子カメラで映した画像の分析による自動制御は高度な制御となって製造コストが高価になるという問題がある。 The autonomous traveling combine is automatically maneuvering while avoiding obstacles by analyzing the field image in front of the aircraft projected by the electronic camera attached to the aircraft, but automatic control by analyzing the image projected by the electronic camera is advanced. There is a problem that the manufacturing cost becomes expensive due to control.
本発明は、上記従来の課題に鑑みて、比較的廉価な自動制御で圃場を直進で走行して機体操縦者の操縦を補助する自律走行コンバインを具現することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to embody an autonomous traveling combine that travels straight through a field with relatively inexpensive automatic control and assists the operator of the aircraft.
上記従来の自律走行コンバインの課題は、次の技術手段により解決される。 The problem of the conventional autonomous traveling combine is solved by the following technical means.
請求項1の発明は、機体前方の圃場に植生する穀稈株Kの位置を認識する株位置認識手段7を設け、少なくとも左右二条分の株位置を検出して左右二条の株出現タイミングが一致するように機体の走行方向を自動制御して直進走行することを特徴とする自律走行コンバインとする。
The invention of
請求項2の発明は、株位置認識手段7は、圃場面に向かって照射する超音波発信器7Aと反射超音波を検出する超音波受信器7Bであ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。
The invention of
請求項3の発明は、株位置認識手段7は、太陽光或いは照明光が穀稈株で反射した反射光を検出する反射光検出器7Cであ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。
According to a third aspect of the present invention, the stock position recognizing means 7 is a
請求項4の発明は、機体の前部で昇降する刈取装置6に株位置認識手段7を設けた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。
The invention according to claim 4 is the autonomous traveling combine according to
請求項1の発明で、株位置認識手段7は穀稈株Kの存在を検出するものであるために圃場を写す電子カメラのような精密な装置でなく廉価であるが、その株位置認識手段7で左右二条分の穀稈株Kの位置を検出して走行方向を穀稈株Kの植生条に沿わせて走行させるので、制御システムも簡略化して自律走行コンバインの製造コストを低減出来る。
In the invention of
請求項2の発明で、請求項1の効果に加えて、株位置認識手段7が超音波を利用した超音波発信器7Aと超音波受信器7Bで穀稈株Kの検出が確実である。
In the invention of
請求項3の発明で、請求項1の効果に加えて、株位置認識手段7が特別な装置が必要ない太陽の光や前照灯などの光を利用しているために、特に自律走行コンバインの製造コストを低減出来る。
In the invention of
請求項4の発明で、請求項1の効果に加えて、株位置認識手段7を穀稈株Kの高さに合わせて昇降する刈取装置6に設けているので、穀稈株Kとの間隔が一定になり、穀稈株Kの検出が確実になる。
In the invention of claim 4, in addition to the effect of
以下、本発明の自律走行コンバインの実施形態を図面に示す実施例で説明する。 Hereinafter, embodiments of the autonomous traveling combine of the present invention will be described with reference to the examples shown in the drawings.
図1は、自律走行コンバイン1を用いた刈取収穫状態を示す図で、コンバイン1はクローラ走行装置5で走行し、キャビン2に搭乗した作業者が機体前部の刈取装置6の刈刃を穀稈の株元に沿わせるよう昇降制御しながら穀稈株Kを刈り取って脱穀機4で穀粒を脱穀・選別してグレンタンク3に貯留する。
FIG. 1 is a diagram showing a state of harvesting and harvesting using an autonomous traveling combine 1. The combine 1 travels with a
刈取装置6には先端に株位置認識手段7を設けたセンサアーム8を穀稈株K上に伸ばしている。株位置認識手段7は図4に示す如く、超音波発信器7Aと超音波受信器7Bで、超音波発信器7Aで発信した超音波が穀稈株Kで反射して超音波受信器7Bに受信され、図2の如く、穀稈株Kの位置がパルスとして検出される。
In the
超音波発信器7Aと超音波受信器7Bは刈取装置6の刈幅の左右に設けられ、図3の如く、左穀稈条ZLと右穀稈条ZRの穀稈株Kを検出するが、左右穀稈条ZL、ZRには田植機で苗が同一ピッチで植え付けられて穀稈株Kが成長しているために、コンバイン1が穀稈条に沿って走行すると左右の超音波受信器7Bが同期してパルスを受信するようになるので、このパルスが同期するようにクローラ走行装置5を制御すると、機体が穀稈条に沿って走行することになる。
The
なお、図5に示すように、株位置認識手段7として太陽光や照明光が穀稈株Kで反射する反射光を検出する光受信器7Cとしてパルスを検出するようにしても良く、株位置認識手段7を取り付けるセンサアーム8を刈取装置6でなく脱穀機4側から前方へ伸ばして設けても良い。グレンタンク3を刈取装置6に設けると穀稈株Kと株位置認識手段7との間隔を一定に維持し穀稈検出パルスの強さが安定する利点があり、センサアーム8を脱穀機4側に設けると圃場面と株位置認識手段7の距離が刈取装置6の昇降で変動することが無い。
In addition, as shown in FIG. 5, you may make it detect a pulse as the
図5は、自動制御のブロック図で、制御装置10に超音波受信器7Bの受信信号とクローラ走行装置5の車速センサ11の車速信号が入力し、クローラ走行装置5に走行制御信号が出力されて、前記の左右穀稈条ZL、ZRに沿った走行となるように制御される。
FIG. 5 is a block diagram of automatic control. A reception signal of the
また、穀稈株Kの検出タイミングと走行速度から株間隔を算出して、最適扱ぎ深さを演算することで、扱ぎ深さを自動調整するようにすることも出来る。 Also, the handling depth can be automatically adjusted by calculating the optimum handling depth by calculating the stock interval from the detection timing and running speed of the cereal stock K.
図7は、グレンタンク3内の前内側面に超音波発信素子13Aを設け、左右内側面と後側面に超音波受信素子13B、13Cを設けた構成で、超音波の反響パターンから空き容量を計測して収量を逆算するようにしている。これでコンバイン1の機体が揺れても正確な収量を計測できる。
FIG. 7 shows a configuration in which an
図8は、グレンタンク3内の壁面に音波受信素子14B、14C、14Dを設けて、エンジン15からの音反響パターンから空き容量を計測して収量を逆算するようにしている。
In FIG. 8, the sound
図示を省略するが、通信機能を持たせたコンバイン1を使用して、広い地域に分散した圃場を移動しながらコンバイン1で収穫作業をする場合に、圃場周辺の路上を走行する車の位置情報とワイパーの作動状況を無線で入手して、リアルタイムで収穫予定圃場の降雨状況を読み取り、巡回作業ルートを作成して降雨圃場を避けて収穫したり、ワイパーの作動強度から地域毎の雨量を判断して今後の降雨圃場予測を立てたりして、効率的な収穫計画を作成することが可能になる。
Although illustration is omitted, when the harvesting operation is performed with the
図9は、コンバイン1の制御装置10と作業者が持っているタブレット24との連携を示すもので、制御装置10は刈脱レバー位置センサ20とエンジンファンHSTポジションセンサ21からの入力で、ファンHST正転リレー22とファンHST逆転リレー23を制御して、刈脱レバーを入れて作業中にラジエータの空冷ファンを定期的に正逆転してラジエータの目詰りを防止する。
FIG. 9 shows the cooperation between the
また、タブレット24のGPS機能による位置情報に路上位置と畔際位置と圃場位置を登録しておき、逐次作業者が持ったタブレット24の位置つまり機体位置を制御装置10に送る。
In addition, the road position, the shore position, and the field position are registered in the position information by the GPS function of the
そして、コンバイン1が路上位置と畔際位置にあることを検出した場合は、刈脱レバーを入りにしても空冷ファンを逆回転させず低速回転に制御することで藁屑や塵埃を路上に撒き散らさず低騒音になるようにする。
And when it detects that the
なお、タブレット24と制御装置10が通信できない場合は、空冷ファンを逆回転させず低速回転に制御することで藁屑や塵埃を機体外に撒き散らさず低騒音になるようにする。
If the
K 穀稈株
1 コンバイン
6 刈取装置
7 株位置認識手段
7A 超音波発信器
7B 音波受信器
7C 反射光検出器
K
Claims (4)
The autonomous traveling combine according to claim 1, wherein the stock position recognizing means (7) is provided in a reaping device (6) that moves up and down at a front portion of the airframe.
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2018
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