JP-2026077772-A - 作業車両

Abstract

【課題】複数の圃場に対して、圃場毎に施肥マップを用意しなければならない作業負担を軽減するとともに、圃場毎に、施肥量の決定方法を柔軟に変更して施肥作業を可能とする作業車両を提供する。 【解決手段】 施肥装置と測位装置を備え、圃場の区画ごとに施肥量が設定された施肥マップを用いて、自機位置に対応する区画の目標施肥量に基づき施肥量を制御する作業車両であって、圃場の土壌情報を取得する土壌情報取得部と施肥装置を制御する制御装置を備え、土壌情報取得部は肥沃度センサを有し、施肥マップに基づいて施肥量を決定する施肥マップ利用施肥モードと、土壌情報に基づいて施肥量を決定する土壌情報利用施肥モードの少なくとも一方を選択可能に構成され、土壌情報利用施肥モードにより決定される施肥量を区画ごとに算出してマップ化した土壌情報利用施肥マップを作成し、施肥マップおよび土壌情報利用施肥マップの少なくとも一方を表示部に表示可能に構成されたことを特徴とする。 【選択図】 図１

Inventors

• 小野 弘喜
• 山田 佳菜子
• 池田 一生

Assignees

• 井関農機株式会社

Dates

Publication Date

20260513

Application Date

20260213

Claims (3)

1. 施肥装置と、自機位置を取得する測位装置とを備え、圃場の区画ごとに施肥量が設定された施肥マップを用いて、前記測位装置により取得した自機位置に対応する区画の目標施肥量に基づいて前記施肥装置の施肥量を制御する作業車両であって、 圃場の土壌情報を取得する土壌情報取得部と、前記施肥装置の施肥量を制御する制御装置とをさらに備え、 前記土壌情報取得部は、肥沃度センサを備え、 前記施肥マップに基づいて施肥量を決定する施肥マップ利用施肥モードと、前記土壌情報取得部から取得した土壌情報に基づいて施肥量を決定する土壌情報利用施肥モードとの少なくとも一方を選択可能に構成され、 前記土壌情報利用施肥モードによって決定される施肥量を区画ごとに算出してマップ化した土壌情報利用施肥マップを作成し、 前記施肥マップおよび前記土壌情報利用施肥マップの少なくとも一方を表示部に表示可能に構成されたことを特徴とする作業車両。
2. 前記制御装置は、施肥マップ利用施肥モードの実行中、作土深センサによって測定された作土深があらかじめ設定された設定閾値を超えた場合に、土壌情報利用施肥モードに自動で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 管理圃場に関する情報を管理する圃場群情報管理部を備え、 前記圃場群情報管理部は、圃場群情報を作成する圃場群情報作成部と、圃場群分析情報を作成する圃場群分析情報作成部と、管理圃場に関する情報を記憶する圃場群情報記憶部とを備え、 前記圃場群情報は、複数の圃場に関して作成された、前記土壌情報利用施肥マップの情報を含んで構成され、 前記圃場群分析情報作成部は、前記圃場群情報に基づいて、圃場の肥沃度の評価を示す評価情報を算出して前記圃場群分析情報に含めるように構成され、 前記圃場群分析情報を前記表示部に表示可能に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。

Description

本発明は、圃場を走行しながら施肥を行う作業車両に関するものである。 近年、農業従事者の高齢化や労働力不足が問題視される中、我が国における販売農家１戸当たりの経営農地面積は増加傾向にあり、今後もこの傾向は継続するものと予測されている。これに応じて、ロボット技術やＩＣＴを活用して超省力・高品質生産を実現するスマート農業への関心が益々高まっている。 このような潮流の中、農作業を行う作業車両の技術分野においては、例えば、下記特許文献１に示されるように、ＧＰＳ等の測位衛星システムを利用し、圃場内において、作業車両を無人操縦により走行させることで作業のスマート化が図られている。 ところで、圃場全体の作物の生育を平準化することは、作物の倒伏等を防止する上で、従来からの課題となっている。しかしながら、圃場内において、作物を生育する環境は均一でなく、圃場内の場所により作物の育ちやすさが異なることが通常であり、圃場の面積が大きいほど、生育度合いにバラツキが生じやすい。そこで、圃場内において、作物の育ちやすい場所では、施肥量を増やし、育ちにくい場所では、施肥量を減らすことで、圃場全体の作物の生育の平準化が図られる。例えば、下記特許文献２に記載されているように、無人操縦により走行可能な作業車両の技術分野においては、圃場の所定区画ごとに目標となる施肥量が設定された施肥計画マップの情報を用いて、圃場内の位置に応じて、作業車両の施肥量を自動で調節する技術が公知である。なお、この施肥計画マップは、圃場の所定区画ごとに、その区画の位置情報と目標となる施肥量が紐づけられて記録されたデータであり、作物が育ちやすい区画では、施肥量が少なく、育ちにくい区画では、施肥量が多く設定される。 この施肥計画マップの情報を用い、従来の作業車両は、作業走行中、所定の時間間隔で、自機の位置情報を取得することで、自機が作業を行っている圃場の区画を特定し、特定された区画に紐づけられた目標の施肥量となるように、施肥装置を自動制御する。これにより、従来の作業車両は、圃場を自動で走行しつつ、圃場の区画毎に施肥量の自動調節することが可能となっている。 特開平１１－２６６６０８号公報特開２０２１－１０１６６７号公報 図１は、本発明の実施形態に係る作業車両の左側面図である。図２は、図１の施肥装置の概略左側面図である。図３は、図１の携帯情報端末の概略平面図である図４は、図３の携帯情報端末の制御系の構成を示すブロック図である。図５は、施肥マップの情報作成手順を説明する説明図である。図６は、土壌情報利用施肥マップの情報のデータ内容を説明する説明図である。図７は、管理圃場の一例を示す概略平面図である。図８は、圃場群情報及び圃場群分析情報のデータ内容を説明する説明図である。図９は、図１の制御装置を含む制御系の構成を示すブロック図である。図１０は、作業車両の目標走行経路を説明するための説明図である。図１１は、基本施肥量の設定時の処理の流れを示すフローチャートである。図１２は、施肥モード自動切替処理の流れを示すフローチャートである。 以下、添付図面に基づいて、本発明の好ましい実施形態につき、詳細に説明を加える。 まず、作業車両１の基本構成について以下説明する。 ＜作業車両の基本構成＞ 図１は、本発明の好ましい実施形態にかかる作業車両１の左側面図である。 本明細書においては、図１に矢印で示されるように、作業車両１の進行方向となる側を前方とし、特に断りがない限り、作業車両１の進行方向に向かって左側を「左」といい、その反対側を「右」という。また、作業車両１を、単に「機体」ともいう。 本実施形態にかかる作業車両１は、一例として、田植機の構成を有する。具体的には、図１に示されるように、その基本構成として、圃場を走行する走行車体２（以下、単に「車体」ともいう。）を備え、その走行車体２に、圃場に苗を植え付ける苗植付部３と、圃場に施肥を行う施肥装置４と、機体の位置を測定する測位装置５と、圃場の土壌情報を取得する土壌情報取得部Ｊと、作業車両１の各種機構を制御する制御装置Ｃとを搭載している。また、作業者が、作業車両１を遠隔操作するための携帯情報端末６（図３及び図５参照）を備えている。 ＜走行車体の構成＞ 走行車体２は、作業車両１の本体を成す走行可能な車体である。この走行車体２は、機体骨格を形成する、機体前後方向に延びるメインフレーム２ａと、このメインフレーム２ａの後端部に取り付けられた、幅方向に延びる後部フレーム２ｂとを備えている。このメインフレーム２ａの上部に、作業者が搭乗可能なフロアステップ２ｃが設けられており、このフロアステップ２ｃ上に、操縦を司る操縦部７と、作業者が着座する操縦席７ｇとが設けられている。 また、走行車体２の動力源であるエンジンＥは、操縦席７ｇの下方に配設されており、エンジンＥから出力された動力は、図１に示されるように、フロアステップ２ｃの下方に設けられたベルト式動力伝達機構ｅ１を介して、静油圧式無段変速機（ＨＳＴ）ｅ２からミッションケースｅ３へと伝達される。 なお、静油圧式無段変速機ｅ２は、トラニオン軸（図示せず）の開度がＨＳＴサーボモータｅ４（図２参照）の駆動によって調整されて、ミッションケースｅ３への出力を変更する機構である。これにより、車速の調整が可能となっている。 ミッションケースｅ３に伝達された動力は、その内部で変速され、さらに、左右一対の前輪９および左右一対の後輪１０への走行用の動力と、苗植付部３への作業用の動力とに分岐して伝達される。走行用の動力は、前輪ファイナルケースｅ５および前輪車軸ｅ６（図１参照）を介して、左右一対の前輪９に伝達される他、図１に示される左右一対の後輪伝動軸ｅ７、左右一対の後輪ギアケースｅ８および後輪車軸８２を介して、左右一対の後輪９に伝達される。一方、作業用の動力は、走行車体２の後部に設けられた植付クラッチ（図示せず）へ伝達され、所定操作により植付クラッチが入れられると、さらに苗植付部３へと伝達される。 操縦部７は、作業者が操作に供する各種の操作部材を備えている。具体的には、走行車体２の前後進と車速を変更する主変速レバー７ａと、左右一対の前輪９を操舵するステアリングホイール７ｂと、自動運転の一つである直進制御を制御装置Ｃに開始または終了させる直進アシストレバー７ｃと、種々の操作スイッチが設けられた操作盤７ｄとを備えている。さらに、この操作盤７ｄには、各種情報を表示可能なモニタ７ｅが設けられている。また、操縦部７は、作業車両１を操舵するための操舵機構として、ステアリングホイール７ｂの他、ステアリングシャフト７ｆ、ピットマンアームおよびタイロッド（不図示）等を備えており、これらの機構により、ステアリングホイール７ｂの回動操作に応じて、操舵輪である前輪９の操舵角が変更される。また、ステアリングホイール７ｂ後方には、操縦席７ｇが配設される。 ＜苗植付部の構成＞ 苗植付部３は、昇降リンク装置１１を介して、走行車体２の後部に取り付けられている。昇降リンク装置１１は、上部リンクアーム１１ａおよび左右一対の下部リンクアーム１１ｂを備え、苗植付部３を昇降可能に構成されている。 上部リンクアーム１１ａおよび下部リンクアーム１１ｂの前側の端部は、後部フレーム２ｄに固定されたリンクベースフレーム１２に取り付けられ、他端は苗植付部６３の下部に位置する上下リンクアーム１３に取り付けられている。 ここで、制御装置Ｃによって電子油圧バルブ（図示せず）が制御されて、図１に示される昇降油圧シリンダ１４が油圧で縮められると、上部リンクアーム１１ａが後ろ上がりに回動され、苗植付部３が非作業位置まで上昇されるように構成されている。苗植付部３が非作業位置にあるときには、その下端部がメインフレーム２ａの底部と略同一の高さに位置する。 これに対して、昇降油圧シリンダ１４が油圧で伸ばされると、上部リンクアーム１１ａが後ろ下がりに回動され、苗植付部３が、苗の植付け作業が可能な作業位置（図１に示された位置）まで下降される。 図１に示されるように、苗植付部３は、土付きのマット状の苗（所謂、苗マット）を立て掛ける苗載台３ａと、苗載台３ａの後方かつ下方に設けられた植付装置３ｂと、苗植付部３ｂの下部に設けられたセンターフロート３ｃと、センターフロート３ｃの左右に配置されたサイドフロート３ｄを備えている。 植付装置３ｂは作業車両１の幅方向に並べて複数設けられ、各植付装置３ｂは、前後方向に並ぶ左右二対の植付具３ｅを備えている。植付クラッチが入れられて、図１に示される駆動軸３ｆが回転されると、図１に示される前側の植付具３ｅと後ろ側の植付具３ｅとが、駆動軸３ｆまわりに回転しつつ、交互に苗載台３ａの下端部に位置する苗を取出し、圃場に植え付けるように構成されている。 センターフロート３ｃおよびサイドフロート３ｄはそれぞれ、作業車両１が走行するのに伴って、圃場上を滑走し、整地するように構成され、各フロート３ｃ，３ｄによって整地された圃場に、各植付装置３ｂによって苗が植え付けられる。また、センターフロート３ｃおよびサイドフロート３ｄはそれぞれ、圃場の凹凸に合わせて揺動可能に構成されている。 ＜施肥装置の構成＞ 図２は、図１に示された施肥装置４の概略左側面図である。 施肥装置４は、機体の左右方向に延びるエアチャンバー４ａと、エアチャンバー４ａを通じて左方から右方へエアを圧送するブロワ４ｂと、圃場に供給する肥料を貯留する施肥ホッパ４ｃと、施肥ホッパ２７の下方に設けられた複数の繰出装置４ｄと、各繰出装置４ｄの下方に設けられ、前端部がエアチャンバー４ａに接続された複数の接続管４ｅと、各接続管４ｅの後端部に接続され、苗植付部３の下部へ延びる複数の施肥ホース４ｆとを備えている。 ブロワ４ｂは、吸気ダクト４ｇを備え、図示しないブロワモータが駆動されると、吸気ダクト４ｆを通じて吸引されたエアが、エアチャンバー４ａ内へ供給される。エアチャンバー４ａ内へ供給されたエアは、右方へ圧送される間に、各接続管４ｅを通じて、各施肥ホース４ｆ内へ供給される。 繰出装置４ｄは、各々、施肥ホッパ４ｃから落下供給される肥料を内部に受け入れる開口部を上部に備えるとともに、外周面に繰出溝４ｈを有する繰出ロール４ｉを内部に備えている。各繰出ロール４ｉを左右方向に貫通する孔（図示せず）に挿通された繰出軸４ｊが回転するのに伴い、繰出ロール４ｉが回転する。これにより、繰出溝４ｈ内の肥料が繰出装置４ｄの下方へ繰り出される。繰出ロール４ｉによって繰り出された肥料は、接続管４ｅ内に供給される。このとき、接続管３８内に供給された肥料は、前方のエアチャンバー４ａから供給されたエアによって、施肥ホース６ｆを通過して圃場へ供給される。 ここで、繰出軸４ｊを回転させる施肥量調節モータ４ｍは、制御装置Ｃによって回転速度が制御される。すなわち、繰出装置４ｄによる肥料の繰出量は、繰出ロール４ｉの回転速度に応じて決まるため、制御装置Ｃは、施肥量調節モータ４ｍを制御することにより、施肥装置４の施肥量の制御が可能となっている。なお、施肥量とは、より詳細には、圃場の単位面積当たりに供給される肥料の重量であり、例えば、１０ａ（１アール）当たりに、供給される肥料のｋｇで決定される。したがって、制御装置Ｃは、目標の施肥量に応じて、繰出ロール４ｉの回転速度が、目標の施肥量に基づき算出される目標の速度となるように制御する。なお、目標の施肥量が、多いほど繰出ロール４ｉの回転速度は速く、少ないほど遅くなるよう制御される。 ＜測位装置の構成＞ 測位装置５は、受信アンテナＧＮＳＳ衛星からの電波を受信する受信アンテナを有するＧＮＳＳ受信及び機体の三軸の傾きや加速度を検出する慣性計測モジュールが含まれて構成されている。この測位装置５は、走行車体１の前部において、上方へと延びるフレーム材の上端に配設されており、車