WO2025005174A1 - 作業機 - Google Patents
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- WO2025005174A1 WO2025005174A1 PCT/JP2024/023306 JP2024023306W WO2025005174A1 WO 2025005174 A1 WO2025005174 A1 WO 2025005174A1 JP 2024023306 W JP2024023306 W JP 2024023306W WO 2025005174 A1 WO2025005174 A1 WO 2025005174A1
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- A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
- A01B63/102—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means characterised by the location of the mounting on the tractor, e.g. on the rear part
- A01B63/108—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means characterised by the location of the mounting on the tractor, e.g. on the rear part on the front part
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- E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/60—Intended control result
- G05D1/617—Safety or protection, e.g. defining protection zones around obstacles or avoiding hazards
- G05D1/622—Obstacle avoidance
Definitions
- the present invention relates to a work machine such as a tractor.
- a tractor disclosed in Patent Document 1 is known in the prior art.
- the tractor disclosed in Patent Document 1 is equipped with an electronic control system for automatic driving that automatically drives the vehicle body, an obstacle detection module that detects the presence or absence of obstacles, a driving suppression control unit that suppresses the driving of the vehicle body when the obstacle detection module detects an obstacle, and multiple obstacle detectors that detect obstacles that exist in the area to be detected.
- the multiple obstacle detectors are capable of detecting obstacles that exist around the vehicle body.
- Work equipment may be attached to the front of a tractor body. In this case, if the work equipment is located within the obstacle detection range of an obstacle detector (obstacle detection device), there is a risk that the obstacle detection accuracy of the obstacle detection device will decrease.
- an obstacle detector obstacle detection device
- the present invention aims to provide a work machine that can maintain the accuracy of obstacle detection by the obstacle detection device even when the work device is attached to the front of the vehicle body.
- a working machine includes a vehicle body, a working device attached to the front of the vehicle body, an obstacle detection device capable of detecting an obstacle in front of the vehicle body, a position change mechanism capable of changing the position of the obstacle detection device on the vehicle body, and a control device that controls the position change mechanism in response to the working device.
- the position changing mechanism may be capable of changing the position of the obstacle detection device at least in the vertical or horizontal direction of the vehicle body.
- the position changing mechanism may be capable of changing the position of the obstacle detection device forward of the vehicle body.
- the control device may control the position change mechanism depending on the type and/or model of the work device attached to the front of the vehicle body.
- the work machine may be equipped with an input device that receives input of the size of the work device attached to the front of the vehicle body, and the control device may control the position change mechanism according to the type and/or model of the work device based on the size of the work device received as input by the input device.
- the control device may have an acquisition unit that acquires device information about the type and/or model of the work device attached to the front of the vehicle body, and may control the position change mechanism based on the device information acquired by the acquisition unit.
- the control device may change the detection range of the obstacle detection device according to the position of the obstacle detection device changed by the position change mechanism.
- the position change mechanism may be a feed screw mechanism having a feed screw, an electric actuator that rotates the feed screw, and a moving body that is screwed into the feed screw.
- the position changing mechanism may be a telescopic mechanism having an inner cylinder and an outer cylinder that is movable relative to the inner cylinder.
- the position change mechanism may be a cylinder mechanism having a cylinder tube, a piston that is movable within the cylinder tube, and a rod that is connected to the piston and has a variable amount of protrusion from the cylinder tube.
- the control device may control the automatic driving of the vehicle body based on the result of the obstacle detection by the obstacle detection device.
- the above-mentioned work machine allows the obstacle detection device to maintain its accuracy in detecting obstacles even when the work device is attached to the front of the vehicle body.
- FIG. FIG. FIG. FIG. FIG. 2 is a front view of the working machine when the working device is not attached.
- FIG. 2 is a front view of the working machine when the working device is attached.
- 4 is a perspective view of a main portion of a vertical position changing mechanism provided on the left side of the work machine.
- FIG. 4 is an enlarged view of an obstacle detection device provided on the left side of the work machine.
- FIG. FIG. 13 is a diagram showing a horizontal position changing mechanism.
- 13A and 13B are diagrams showing a horizontal position changing mechanism according to another embodiment.
- 13A and 13B are diagrams showing a horizontal position changing mechanism according to another embodiment.
- 13 is a diagram showing an example of storing a vertical detection position in a storage unit or the like of a control device.
- FIG. 13 is a diagram showing an example of a vertical detection position displayed on a display device.
- 13 is a diagram showing an example in which a horizontal detection position is stored in a storage unit or the like of a control device.
- FIG. FIG. 13 is a diagram showing an example of a horizontal detection position displayed on a display device.
- Fig. 1 is an overall plan view of the working machine 1
- Fig. 2 is an overall side view of the working machine 1.
- Fig. 3 is a block diagram of the working machine 1.
- Figs. 1 and 2 show a tractor as an example of the working machine 1.
- the working machine 1 will be described using a tractor as an example, but the working machine 1 is not limited to a tractor and may be any working machine 1 that can be provided with a working device (implement) 100 at the front of the vehicle body 3.
- the direction in which the driver seated in the driver's seat 10 of the work machine 1 faces is referred to as the forward direction
- the opposite direction is referred to as the rearward direction
- the horizontal direction perpendicular to the fore-aft direction of the work machine 1 is referred to as the width direction (the direction of arrow E3 in FIG. 1).
- the arrow E4 is sometimes referred to as the inward width direction
- the arrow E5 is sometimes referred to as the outward width direction.
- the work machine 1 includes a vehicle body 3 having a traveling device 7, a prime mover 4, and a transmission 5.
- the traveling device 7 is a device having front wheels 7F and rear wheels 7R.
- the front wheels 7F and rear wheels 7R are exemplified as being of the tire type, but may also be of the crawler type.
- the prime mover 4 is an engine (diesel engine, gasoline engine), an electric motor, etc.
- the transmission 5 can change the propulsive force of the traveling device 7 by changing the speed, and can also switch the traveling device 7 between forward and reverse.
- the vehicle body 3 is provided with a driver's seat 10.
- the driver's seat 10 is surrounded (protected) by a protective device 9.
- the protective device 9 is a cabin that protects the driver's seat 10 by surrounding the front, rear, top, and sides of the driver's seat 10, or a protective device that protects the driver's seat 10 by covering at least the top of the driver's seat 10.
- a fender 13 is attached below the protective device 9, and the fender 13 covers the upper part of the rear wheel 7R.
- the vehicle body 3 has a plurality of vehicle body frames 20.
- the plurality of vehicle body frames 20 includes a vehicle body frame 20L provided on the left side and a vehicle body frame 20R provided on the right side.
- Vehicle frame 20L and vehicle frame 20R each extend forward from the transmission 5 side and support the lower part of the prime mover 4. Vehicle frame 20L and vehicle frame 20R are spaced apart in the width direction.
- the front end of the body frame 20L and the front end of the body frame 20R are connected by a front connecting plate 20F.
- the middle part of the body frame 20L and the middle part of the body frame 20R are connected by a middle connecting plate 20M.
- the body frames 20L and 20R support a front axle case 29.
- the front axle case 29 houses a front axle 15 (see FIG. 3) that rotatably supports the front wheel 7F.
- the body frame 20 may be a frame that supports a structure other than the front axle case 29.
- a connecting part (lifting device) 60 consisting of a three-point link mechanism or the like is provided at the front of the vehicle body 3, specifically the front side of the bonnet 25, i.e., the front side of the vehicle body frames 20L, 20R.
- a working device 100 can be attached to and detached from the connecting part 60.
- the connecting part 60 has a hydraulic cylinder, and when the hydraulic cylinder expands and contracts, a lift arm of the connecting part 60 swings, and the attached working device 100 can be raised and lowered. Note that the connecting part 60 only needs to be able to attach the working device 100 to at least the front of the vehicle body 3, and does not need to be able to raise and lower the working device 100.
- a PTO (Power Take-Off) shaft driven by the power of the prime mover 4 is provided at the front of the vehicle body 3, and can transmit power to the working device 100 attached to the connecting part 60.
- the working equipment 100 attached to the front of the vehicle body 3 includes a front loader for moving soil and sand, a tilling equipment for tilling, a fertilizer spreading equipment for spreading fertilizer, a pesticide spreading equipment for spreading pesticides, a harvesting equipment for harvesting crops, a reaping equipment for cutting grass, etc., a spreading equipment for spreading grass, etc., and a grass collecting equipment for collecting grass, etc.
- the rear of the vehicle body 3 may also be provided with a connecting section (lifting device) similarly configured with a three-point link or the like.
- a connecting section lifting device
- work devices such as a tilling device for tilling, a fertilizer spreading device for spreading fertilizer, a pesticide spreading device for spreading pesticide, a harvesting device for harvesting, a reaping device for cutting grass, etc., a spreading device for spreading grass, etc., a grass collecting device for collecting grass, etc., a molding device for molding grass, etc. can be attached.
- a bonnet 25 is provided on the upper part of the multiple body frames 20.
- the bonnet 25 extends in the front-rear direction along the body frames 20.
- the bonnet 25 is located in the center of the protection device 9 in the width direction.
- the bonnet 25 has a left side wall 25L on the left side, a right side wall 25R on the right side, and an upper wall portion 25U that connects the upper parts of the left side wall 25L and the right side wall 25R.
- An engine room is formed by the left side wall 25L, the right side wall 25R, and the upper wall portion 25U.
- the engine room houses the prime mover 4, a cooling fan, a radiator, a battery, etc.
- the front wheels 7F are located to the left of the left side wall 25L and to the right of the right side wall 25R.
- the work machine 1 is equipped with a steering device 11.
- the steering device 11 has a handle (steering wheel) 11a, a rotating shaft (steering shaft) 11b that rotates with the rotation of the handle 11a, and an assist mechanism (power steering mechanism) 11c that assists in steering the handle 11a.
- the assist mechanism 11c includes a hydraulic pump 21, a control valve 22 to which hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 21 is supplied, and a steering cylinder 23 that is operated by the control valve 22.
- the control valve 22 is an electromagnetic valve that operates based on a control signal.
- the control valve 22 is, for example, a three-position switching valve that can be switched by moving a spool or the like.
- the control valve 22 can also be switched by steering the steering shaft 11b.
- the steering cylinder 23 is connected to an arm (knuckle arm) 24 that changes the direction of the front wheels 7F.
- the switching position and opening of the control valve 22 are switched in response to the steering wheel 11a, and the steering cylinder 23 expands and contracts to the left or right in response to the switching position and opening of the control valve 22, thereby changing the steering direction of the front wheels 7F.
- the above-mentioned steering device 11 is an example, and is not limited to the above-mentioned configuration.
- the work machine 1 is equipped with a position detection device 30.
- the position detection device 30 is attached, for example, to the top plate (roof) of the protection device 9.
- the position detection device 30 is attached to the top plate of the protection device 9, the attachment location on the vehicle body 3 is not limited and may be elsewhere.
- the position detection device 30 may also be attached to the work machine 100.
- the position detection device 30 is a device that detects its own position (positioning information including latitude and longitude) using a satellite positioning system. That is, the position detection device 30 receives signals transmitted from positioning satellites (position of the positioning satellite, transmission time, correction information, etc.) and detects its position (latitude, longitude) based on the received signals.
- the position detection device 30 may detect its own position (latitude, longitude) as a position corrected based on a correction signal from a base station (reference station) that can receive signals from a positioning satellite.
- the position detection device 30 may also have an inertial measurement device such as a gyro sensor or an acceleration sensor, and detect a position corrected by the inertial measurement device as its own position. This allows the position detection device 30 to detect the position (traveling position) of the work machine 1 (body 3).
- the work machine 1 is equipped with a control device 40.
- the control device 40 is composed of a CPU, electric circuits, electronic circuits, etc., and performs various controls of the work machine 1.
- the control device 40 is connected to other devices mounted on the work machine 1 via an in-vehicle network such as CAN, ISOBUS, LIN, or FlexRay.
- the control device 40 is connected to a position detection device 30, a state detection device 41 that detects the driving state, etc. of the work machine 1, and a display device 42 that displays various information related to the work machine 1.
- the state detection device 41 is, for example, a device that detects the state of the traveling equipment provided in the work machine 1, such as a crank sensor, a cam sensor, an engine rotation sensor, an accelerator sensor, a vehicle speed sensor, and a steering angle sensor.
- the state detection device 41 may be a device that detects the state of the work equipment other than the state of the traveling equipment, and may be a lift lever detection sensor, a PTO rotation detection sensor, etc.
- the display device 42 has a liquid crystal panel, a touch panel, or another panel.
- the display device 42 is a monitor provided in a meter panel provided in front of the driver's seat 10.
- the control device 40 also controls the travel system equipment and the work system equipment in the work machine 1.
- the control device 40 controls, for example, the engine speed, vehicle speed, steering angle of the steering device 11, etc. based on the detection state detected by the state detection device 41.
- the state detection device 41 also controls the elevation of the front coupling part 60 and the rear coupling part of the vehicle body 3, the PTO speed, etc. based on the detection state detected by the state detection device 41.
- the control device 40 is capable of controlling the automatic driving of the work machine 1 (body 3) (automatic driving control).
- the control device 40 is switchable between an automatic driving mode and a manual driving mode.
- the control device 40 sets the switching position and opening of the control valve 22 so that at least the driving position of the body 3 (position detected by the position detection device 30) coincides with a pre-set driving route (driving path) (in other words, so that the driving position and driving path of the work machine 1 coincide), and sets the movement direction and amount of movement of the steering cylinder 35 (the steering direction and steering angle of the front wheels 7F).
- the control device 40 compares the driving position of the vehicle body 3 with a position defined by the driving route (planned driving position), and if the driving position matches the planned driving position, it maintains (maintains) the steering angle and steering direction of the handle 11a in the steering device 11 (the steering angle and steering direction of the front wheels 7F) without changing them (in other words, it maintains the opening degree and switching position of the control valve 22 without changing them).
- the control device 40 changes the steering angle and/or steering direction of the handle 11a in the steering device 11 so that the deviation (deviation) between the driving position and the planned driving position becomes zero (in other words, it changes the opening degree and/or switching position of the control valve 22).
- the control device 40 changes the steering angle of the steering device 11 based on the deviation between the driving position and the planned driving position, but the steering angle may be set based on the direction of the driving route and the direction of progress (driving direction) of the work machine 1 (vehicle body 3) (vehicle body orientation).
- the control device 40 sets the steering angle so that the direction of the driving route and the vehicle body orientation match the direction of the driving route.
- control device 40 may set the final steering angle in the automatic driving control based on the steering angle calculated based on the deviation (position deviation) and the steering angle calculated based on the azimuth deviation.
- the setting of the steering angle in the automatic driving control in the above-mentioned embodiment is an example and is not limiting.
- control device 40 may control the rotation speed of the driving device 7 (front wheels 7F and/or rear wheels 7R) so that the actual vehicle speed of the work machine 1 (body 3) matches the vehicle speed corresponding to the preset driving route.
- the control device 40 controls the automatic driving based on the result of obstacle detection by the obstacle detection device 45 described below. For example, if the obstacle detection device 45 does not detect an obstacle, the automatic driving continues, and if the obstacle detection device 45 detects an obstacle, the automatic driving is stopped.
- the control device 40 issues a notification using a notification device (alarm, lamp, etc.) or stops the work device 1 to stop automatic driving.
- the work machine 1 is equipped with multiple obstacle detection devices 45.
- Each of the multiple obstacle detection devices 45 is capable of detecting objects (obstacles) that exist around the work machine 1.
- At least one of the multiple obstacle detection devices 45 is provided in front of the protection device 9 and outboard in the width direction of the bonnet 25. That is, when focusing on the area (forward area) A1 in front of the protection device 9 of the work machine 1, at least one obstacle detection device 45 is disposed in the area (outer area) A2 outboard in the width direction of the left side wall 25L of the bonnet 25, or in the area (outer area) A2 outboard in the width direction of the right side wall 25R of the bonnet 25.
- the obstacle detection device 45 is provided widthwise outboard of the outer portion 7F2. In other words, the obstacle detection device 45 is provided outboard of the front wheels 7F.
- the obstacle detection device 45 is provided in front of the front wheels 7F.
- the obstacle detection device 45 is a sensing device such as a laser scanner 45A or a sonar 45B.
- the laser scanner 45A is a device that detects objects (obstacles) by irradiating a laser.
- the sonar 45B is a device that detects objects (obstacles) by irradiating sound waves.
- the laser scanner 45A detects the distance to an obstacle based on the time between emitting a laser and receiving the light.
- the laser scanner 45A includes a light-emitting/receiving unit 45A1 and a housing 45A2.
- the light-emitting/receiving unit 45A1 emits a laser and receives the light reflected when the emitted laser hits an obstacle.
- the housing 45A2 is a case that houses the light-emitting/receiving unit 45A1.
- FIG. 4 is an enlarged plan view of the front of the work machine 1.
- the laser scanner 45A is disposed in front of the front wheels 7F and outboard of the outer parts 7F2 of the front wheels 7F in the width direction. More specifically, the light-emitting/receiving part 45A1 of the laser scanner 45A is disposed in front of the front wheels 7F and outboard of the outer parts 7F2 in the width direction.
- Sonar 45B detects the distance to an obstacle based on the time between emitting sound waves and receiving the reflected sound.
- Sonar 45B includes a sound emitting/receiving unit 45B1 and a housing 45B2. Sound emitting/receiving unit 45B1 emitting sound waves and receiving the reflected sound that is generated when the emitting sound waves hit an obstacle and are reflected.
- Housing 45B2 is a case that houses sound emitting/receiving unit 45B1.
- the sonar 45B is provided in front of the front wheels 7F, between the inner portion 7F1 of the front wheels 7F and the side walls of the bonnet 25 (left side wall 25L, right side wall 25R). More specifically, the sound emitting/receiving portion 45B1 of the sonar 45B is provided in front of the front wheels 7F, between the inner portion 7F1 and the side walls of the bonnet 25. In other words, the sonar 45B is provided in the range (projection range G1) projected forward of the front wheels 7F between the inner portion 7F1 of the front wheels 7F and the side walls of the bonnet 25 (left side wall 25L, right side wall 25R).
- the obstacle detection device 45 is supported on the vehicle body 3 by a support mechanism 50.
- the work machine 1 has a position change mechanism that changes the position of the obstacle detection device 45 on the vehicle body 3.
- the position change mechanism is a mechanism provided in the support mechanism 50 or a mechanism that constitutes the support mechanism 50.
- the position change mechanism can change the position of the obstacle detection device 45 at least in the vertical or horizontal direction of the vehicle body 3.
- the position change mechanism can change the position of the obstacle detection device 45 forward of the vehicle body 3.
- the control device 40 is communicatively connected to the position change mechanism, and controls the position change mechanism by outputting a signal (instruction signal) to the position change mechanism.
- the control device 40 controls the position change mechanism according to the type and/or model of the working device 100 attached to the front of the vehicle body 3.
- the position change mechanism is a vertical position change mechanism 80 that supports the obstacle detection device 45 so that the vertical position relative to the vehicle body 3 can be changed. Therefore, when the working device 100 is relatively large in size in the width direction and relatively small in size in the up-down direction, the control device 40 needs to control the vertical position change mechanism 80 according to the type and/or model of the working device 100 to move the obstacle detection device 45 to an appropriate position in the vertical direction.
- the work machine 1 is equipped with an input device 70 that accepts input of the size (dimension information) of the work device 100 attached to the front of the vehicle body 3.
- the input device 70 is communicably connected to the control device 40, and outputs the input dimensional information to the control device 40.
- the input device 70 accepts input of the width, up-down, and front-to-rear dimensions of the work device 100 as the size (dimension information) of the work device 100.
- the input device 70 is provided, for example, alongside a display device 42 (see FIG. 3) provided near the driver's seat 10.
- the input device 70 only needs to be able to accept input of the size of the working device 100 in the directions in which the position change mechanism can move the obstacle detection device 45, and the size that can be accepted is not limited to the width, up, down, and front-to-back sizes, but may be the width and up-down sizes among the width, up-down, and front-to-back sizes.
- the input device 70 and the display device 42 are described as separate devices, but if the display device 42 displays a display image (graphical interface) and accepts operations on the display image, the input device 70 may be the display device 42.
- the control device 40 controls the vertical position change mechanism 80 based on the input size of the work device 100, i.e., according to the type and/or model of the work device 100.
- the vertical position change mechanism 80 can move the obstacle detection device 45 to an appropriate position so that the work device 100 does not interfere with the obstacle detection device 45's detection of obstacles.
- the storage unit (e.g., non-volatile memory) of the control device 40 stores in advance the appropriate position of the obstacle detection device 45 corresponding to the size of the working device 100 attached to the front of the vehicle body 3 as a predetermined calculation formula, table, etc.
- the calculation formula, table, etc. take into account the position of the working device 100 when it is moved to the top and the position of the working device when it is moved to the bottom.
- the input device 70 may receive input of device information on the type and/or model of the work device 100 attached to the front of the vehicle body 3, instead of the size of the work device 100.
- the storage unit of the control device 40 stores in advance the appropriate position of the obstacle detection device 45 corresponding to the type and/or model of the work device 100 as a table. Therefore, the control device 40 controls the position change mechanism based on the device information received as input by the input device 70 and the position of the obstacle detection device 45 obtained based on the table.
- control device 40 controls the position change mechanism according to the type and/or model of the work device 100 based on the size of the work device 100 received as input by the input device 70, but this is not limited to the above, and the work machine 1 may have an acquisition unit that acquires device information of the type and/or model of the work device 100.
- the control device 40 may be configured to automatically control the position change mechanism based on the device information acquired by the acquisition unit without requiring manual input by the worker.
- the control device 40 is connected to a control unit provided in the work device 100 so as to be able to communicate with the control unit, and the acquisition unit can acquire the device information transmitted from the control unit.
- the storage unit of the control device 40 stores appropriate positions of the obstacle detection device 45 corresponding to the type and/or model of the work device 100 in advance as a table. Therefore, the control device 40 controls the position change mechanism based on the device information acquired by the acquisition unit and the position of the obstacle detection device 45 acquired based on the table.
- the control device 40 may correct the sensing distance according to the distance between the obstacle and the working device 100.
- the control device 40 adds a value based on the size of the working device 100 in the forward/rear direction to a sensing distance that is predefined as a distance from the front end of the working machine 1 to correct the sensing distance.
- the control device 40 can issue an alarm or stop the automatic traveling by stopping the working machine 1 based on the distance from the front end of the working machine 1 as a whole.
- the control device 40 can control the working machine 1 with a sense of distance similar to the sensing distance when the working device 100 is not attached to the connecting part 60.
- Figure 5 is a front view of the work machine 1 when the work device 100 is not attached.
- Figure 6 is a front view of the work machine 1 when the work device 100 is attached.
- Figure 7 is a perspective view of the main parts of the vertical position change mechanism 80 provided on the left side of the work machine 1.
- Figure 8 is an enlarged view of the obstacle detection device 45 provided on the left side of the work machine 1.
- the support mechanism 50 comprises a left support body 51 that is attached to the front of the vehicle body frame 20L and protrudes forward, a vertical position change mechanism 80L (vertical position change mechanism 80) provided on the left support body 51, and a left support arm 52 that extends widthwise outward from the vertical position change mechanism 80L to the left.
- the vertical position change mechanism 80L supports the left support arm 52 so that its position in the vertical direction can be changed.
- the left support body 51 includes a mounting plate 51a attached to the vehicle body frame 20L, an extension plate 51b that moves outward in the width direction as it moves forward from the mounting plate 51a, and a mounting plate 51c that extends forward from the extension plate 51b and to which the left support arm 52 is attached.
- the mounting plate 51c is located on the left side (left side) of the connecting portion 60.
- the left support arm 52 is a metal member formed into a rectangular tube shape. One end of the left support arm 52 is attached to the mounting plate 51c via a vertical position change mechanism 80L, and the other end of the left support arm 52 is a free end. The free end side of the left support arm 52 is located on the outer side 7F2 of the left front wheel 7F, and as shown in FIG. 7, the laser scanner 45A is attached via a bracket 55. A bracket 55 is attached to the free end side of the left support arm 52, and the housing 45A2 of the laser scanner 45A is attached to the bracket 55.
- the bracket 55 supports the housing 45A2 so that the irradiation line of the laser emitted from the light-emitting/receiving unit 45A1 is horizontal. In other words, the bracket 55 supports the housing 45A2 so that the top surface of the housing 45A2 is parallel to the upper part of the left support arm 52.
- a bracket 56 is attached to the middle of the left support arm 52, and the housing 45B2 of the sonar 45B is attached to the bracket 56.
- the left support arm 52 supports the laser scanner 45A, which is one of the obstacle detection devices 45, in front of the protection device 9 and on the outer left side in the width direction of the bonnet 25, and also supports it on the left side of the connecting part 60.
- the left support arm 52 supports the sonar 45B in addition to the laser scanner 45A on the left side of the connecting part 60.
- the left support arm 52 is disposed on the left side of the connecting part 60.
- the obstacle detection device 45 (laser scanner 45A and sonar 45B) is disposed on the left side of the connecting part 60, similar to the left support arm 52. More specifically, the left support arm 52 and the obstacle detection device 45 (laser scanner 45A and sonar 45B) are provided on the left side of the connecting part 60, in an area A10 from the tip to the rear end of the connecting part 60.
- the vertical position change mechanism 80L changes the position of the obstacle detection device 45 in front of the protection device 9 and outward in the width direction of the bonnet 25. Specifically, the vertical position change mechanism 80L changes the position to any position between a detection position Q (lowest detection position QL) at which an obstacle is detected at the height of the vehicle body 3 and a detection position Q (highest detection position QH) that is above the vehicle body 3 from the lowest detection position QL and detects an obstacle at about the eye level of an operator sitting in the driver's seat 10.
- a detection position Q lowest detection position QL
- Q highest detection position QH
- the obstacle detection device 45 (laser scanner 45A and sonar 45B) is located at the height of the top end of the bonnet 25. In other words, at the highest detection position QH, it is possible to detect obstacles even if the work device 100 is attached to the front of the vehicle body 3.
- the bracket 55 supports the housing 45A2 so that the irradiation line of the laser emitted from the light-emitting/receiving unit 45A1 is horizontal, but the bracket 55 may be configured to support the housing 45A2 so that the tilt of the housing 45A2 can be adjusted according to the detection position Q.
- the bracket 55 includes an actuator (e.g., an electric actuator such as a motor) controlled by the control device 40, and the control device 40 adjusts the tilt of the housing 45A2 according to the detection position Q. In this way, the control device 40 changes the detection range of the obstacle detection device 45 (laser scanner 45A) according to the detection position Q.
- the control device 40 controls the actuator of the bracket 55, and the bracket 55 supports the housing 45A2 so that the irradiation line of the laser emitted from the light projecting and receiving unit 45A1 is horizontal.
- the control device 40 controls the actuator of the bracket 55, and the bracket 55 tilts the housing 45A2 to support the laser irradiation line emitted from the light projecting and receiving unit 45A1 in a diagonal downward direction.
- the vertical position change mechanism 80L in this embodiment is composed of a feed screw mechanism fixed to the mounting plate 51c.
- the feed screw mechanism includes a feed screw 81L (81) arranged in the vertical direction, an electric actuator 82L (82) that rotates the feed screw 81L, a moving body 83L (83) screwed into the feed screw 81L, and a rail 84L (84) that guides the movement of the moving body 83L.
- the moving body 83L supports the left support arm 52.
- the moving body 83L is raised or lowered along the rail 84L.
- the rotation of the electric actuator 82L is controlled by the control device 40.
- the base end (fixed end) of the left support arm 52 is connected to the moving body 83L of the vertical position change mechanism 80L, so that as the moving body 83L rises and falls, the left support arm 52 supported by the moving body 83L is raised and lowered.
- the left support body 51 and left support arm 52 of the support mechanism 50 and the vertical position change mechanism 80L provided on the left side of the vehicle body 3 as the vertical position change mechanism 80 have been described, but the right support body 53 and right support arm 54 provided on the left side of the vehicle body 3 and the vertical position change mechanism 80R provided on the right side of the vehicle body 3 also have the same configuration.
- the explanations can be used by replacing the suffix L of each part of the vertical position change mechanism 80L with R.
- the support mechanism 50 includes a right support body 53 that is attached to the front of the body frame 20R and protrudes forward, a vertical position change mechanism 80R (vertical position change mechanism 80) provided on the right support body 53, and a right support arm 54 that extends widthwise outward and to the right from the vertical position change mechanism 80R.
- the vertical position change mechanism 80R supports the right support arm 54 so that its vertical position can be changed.
- the right support 53, the vertical position change mechanism 80R, and the right support arm 54 support the obstacle detection device 45 on the opposite side to the left support 51, the vertical position change mechanism 80L, and the left support arm 52.
- the structures of the right support 53, the vertical position change mechanism 80R, and the right support arm 54 are similar to those of the left support 51, the vertical position change mechanism 80L, and the left support arm 52.
- the right support body 53 includes a mounting plate 53a attached to the vehicle body frame 20R, an extension plate 53b that moves outward in the width direction as it moves forward from the mounting plate 53a, and a mounting plate 53c that extends forward from the extension plate 53b and to which the right support arm 54 is attached.
- the mounting plate 53c is located on the right side (right side) of the connecting portion 60.
- the right support arm 54 is a metal member formed into a rectangular tube shape. One end of the right support arm 54 is attached to the mounting plate 53c via the vertical position change mechanism 80R, and the other end of the right support arm 54 is a free end. The free end side of the right support arm 54 is located on the outer side 7F2 of the right front wheel 7F, and the laser scanner 45A is attached via a bracket 57. The bracket 57 is attached to the free end side of the right support arm 54, and the housing 45A2 of the laser scanner 45A is attached to the bracket 57.
- the bracket 57 supports the housing 45A2 so that the laser irradiation line emitted from the light-emitting/receiving unit 45A1 is horizontal.
- the bracket 57 supports the housing 45A2 so that the top surface of the housing 45A2 is parallel to the upper part of the right support arm 54.
- a bracket 58 is attached to the middle of the right support arm 54, and the housing 45B2 of the sonar 45B is attached to the bracket 58.
- the right support arm 54 supports the laser scanner 45A, which is one of the obstacle detection devices 45, in front of the protection device 9 and on the outer right side in the width direction of the bonnet 25, and also supports it on the right side of the connecting part 60.
- the right support arm 54 supports not only the laser scanner 45A but also the sonar 45B on the right side of the connecting part 60. That is, as shown in FIG. 4 etc., the right support arm 54 is disposed on the right side of the connecting part 60.
- the obstacle detection device 45 (laser scanner 45A and sonar 45B) is disposed on the right side of the connecting part 60, similar to the right support arm 54. More specifically, the right support arm 54 and the obstacle detection device 45 (laser scanner 45A and sonar 45B) are provided on the right side of the connecting part 60, in an area A11 from the tip to the rear end of the connecting part 60.
- the vertical position change mechanism 80R is composed of a feed screw mechanism fixed to the mounting plate 53c.
- the feed screw mechanism includes a feed screw 81R (81) arranged in the vertical direction, an electric actuator 82R (82) that rotates the feed screw 81R, a moving body 83R (83) that is screwed into the feed screw 81R, and a rail 84R (84) that guides the movement of the moving body 83R.
- the moving body 83R supports the right support arm 54.
- the base end (fixed end) of the right support arm 54 is connected to the moving body 83R of the vertical position change mechanism 80R, so that as the moving body 83R rises and falls, the right support arm 54 supported by the moving body 83R is raised and lowered.
- the control device 40 controls the vertical position change mechanism 80 according to the size of the work device 100 input to the input device 70 to move the position of the obstacle detection device 45. For example, if the work device 100 is such that it interferes with the obstacle detection device 45's detection of an obstacle at the lowest detection position QL, the control device 40 controls the vertical position change mechanism 80L to move the position of the obstacle detection device 45 above the lowest detection position QL (e.g., to the highest detection position QH). Also, if the work device 100 is such that it interferes with the obstacle detection device 45's detection of an obstacle at the highest detection position QH, the control device 40 controls the vertical position change mechanism 80L to move the position of the obstacle detection device 45 below the highest detection position QH (e.g., to the lowest detection position QL).
- the control device 40 may display the position of the obstacle detection device 45 changed by the vertical position change mechanism 80 on a display device 42 (see FIG. 3) provided near the driver's seat 10.
- the control device 40 may also change the detection range of the obstacle detection device 45 depending on the position of the obstacle detection device 45 changed by the vertical position change mechanism 80. In other words, the control device 40 detects obstacles using the obstacle detection device 45 depending on the height of the detection position Q of the obstacle detection device 45, for example, based on the height if it is the lowest detection position QL, and based on the height if it is the highest detection position QH.
- the vertical position change mechanism 80L and the vertical position change mechanism 80R may change the height of each obstacle detection device 45 to the same height or to different heights.
- the control device 40 controls the vertical position change mechanism 80L and the vertical position change mechanism 80R to move one of the left and right obstacle detection devices 45 to the highest detection position QH and the other to the lowest detection position QL.
- the obstacle detection device 45 can be placed at the lowest detection position QL, which is a predetermined position that is unlikely to encroach on the field of vision of the operator seated in the driver's seat 10 and allows for wide-range detection, while it can be placed at the highest detection position QH, where the work device 100 does not interfere with obstacle detection, even if the work device 100 is attached to the front of the vehicle body 3.
- the obstacle detection device 45 can be placed at any height between the lowest detection position QL and the highest detection position QH, at a position that provides the best possible detection accuracy. This prevents the attached work device 100 from interfering with obstacle detection.
- the control device 40 moves the obstacle detection device 45 to the lowest detection position QL using the vertical position change mechanism 80L and the vertical position change mechanism 80R, and detects obstacles using the lowest detection position QL as a reference, that is, the height of the vehicle body 3 (the height of the bottom end of the bonnet 25) as a reference.
- control device 40 moves the obstacle detection device 45 to the highest detection position QH by the vertical position change mechanism 80L and the vertical position change mechanism 80R, it detects an obstacle using the highest detection position QH as a reference, that is, a height located above the lowest detection position QL on the vehicle body 3 (in this embodiment, the height of the top end of the bonnet 25) as a reference. In this way, automatic driving can be performed while the obstacle detection device 45 detects the presence of an obstacle according to the shape of the attached working device 100.
- the vertical position change mechanism 80L and the vertical position change mechanism 80R are configured so that the obstacle detection device 45 can be changed to any height between the lowest detection position QL and the highest detection position QH, but may be configured so that the obstacle detection device 45 can be selectively changed to either the lowest detection position QL or the highest detection position QH.
- the vertical position change mechanism 80 has been described as an example of a position change mechanism, but the position change mechanism only needs to be able to change the position of the obstacle detection device 45 at least in the vertical or horizontal direction of the vehicle body 3, and may also be able to change the position in the width direction or front-rear direction of the vehicle body 3.
- the position change mechanism moves the obstacle detection device 45 in the horizontal direction (width direction or front-rear direction) when, for example, the width direction size of the working device 100 is relatively small but the up-down direction size is relatively large.
- the position change mechanism includes a horizontal position change mechanism 180, 280, 380 that changes the position of the obstacle detection device 45 in the width direction.
- the horizontal position change mechanisms 180, 280, and 380 that change the position of the right-side obstacle detection device 45 will be used as an example for explanation, and the horizontal position change mechanisms 180, 280, and 380 that change the position of the left-side obstacle detection device 45 can be configured in a similar manner to the right-side horizontal position change mechanisms 180, 280, and 380, so explanations will be omitted.
- the position change mechanism only needs to be controlled by at least the control device 40 and be capable of changing the position of the obstacle detection device 45 at least in the vertical or horizontal direction of the vehicle body 3, and if it includes a vertical position change mechanism 80 controlled by the control device 40, the horizontal position change mechanism may be configured to be operated manually by an operator, or may be configured to be controlled by the control device 40 to automatically change the position of the obstacle detection device 45.
- the horizontal position change mechanism 180 which allows an operator to manually change the position of the obstacle detection device 45, will be described.
- FIG. 8 is a diagram showing the horizontal position change mechanism 180.
- the right support arm 54 that supports the obstacle detection device 45 is composed of a horizontal position change mechanism 180R that can change its position to multiple detection positions Q in the width direction of the vehicle body 3.
- the horizontal position change mechanism 180R is a telescopic mechanism having an inner cylinder 181R (181) and an outer cylinder 182R (182) that is movable relative to the inner cylinder 181R.
- the base end (fixed end) of the inner cylinder 181R is connected to the movable body 83R (83) of the vertical position change mechanism 80R.
- a bracket 57 is attached to the outer cylinder 182R, and a laser scanner 45A is attached to each of them.
- the inner cylinder 181R is inserted into one end of the outer cylinder 182R (the side opposite the free end), and the length of the right support arm 54 can be changed by adjusting the degree of insertion. In other words, the operator can easily change the position of the obstacle detection device 45 by adjusting the degree of insertion of the inner cylinder 181R.
- the sonar 45B and the bracket 58 that attaches the sonar 45B to the outer cylinder 182R are not shown in Figure 9.
- the inner tube portion 181R has a plurality of through holes 183R (183) formed at a predetermined interval along the longitudinal direction (width direction).
- the outer tube portion 182R has a through hole 185R (185) formed at a predetermined position in the longitudinal direction (width direction) into which a lock pin 184R (184) can be inserted together with any of the through holes 183R formed in the inner tube portion 181R.
- the relative positions of the inner tube portion 181R and the outer tube portion 182R are fixed.
- the operator can change the relative positions of the inner tube portion 181R and the outer tube portion 182R and change the widthwise positions of the laser scanner 45A and sonar 45B.
- the case where the inner cylinder portion 181R is connected to the moving body 83R and the bracket 57 is attached to the outer cylinder portion 182R has been described as an example, but the outer cylinder portion 182R may be connected to the moving body 83R, the bracket 57 may be attached to the inner cylinder portion 181R, and the inner cylinder portion 181R and the outer cylinder portion 182R may be arranged in reverse.
- the laser scanner 45A and sonar 45B i.e., the obstacle detection device 45, can be moved to any position in the width direction by changing the relative position between the inner cylinder portion 181R and the outer cylinder portion 182R.
- FIG. 10 is a diagram showing a horizontal position change mechanism 280 according to another embodiment.
- the right support arm 54 supporting the obstacle detection device 45 is composed of a horizontal position change mechanism 280R that can change the position to any detection position Q in the width direction of the vehicle body 3.
- the horizontal position change mechanism 280R is equipped with a telescopic mechanism having an inner cylinder 281R (280) and an outer cylinder 282R (282) that is movable relative to the inner cylinder 281R, as well as a cylinder mechanism that expands and contracts the telescopic mechanism.
- the base end (fixed end side) of the inner cylinder 281R is connected to the moving body 83R of the vertical position change mechanism 80R.
- the cylinder mechanism has a cylinder tube 283R (283), a piston that is movable within the cylinder tube 283R, and a rod 284R (284) that is connected to the piston and has a variable amount of protrusion from the cylinder tube 283R.
- the cylinder tube 283R is attached to the inner cylinder portion 281R via a bracket 285R (285), and the rod 284R is attached to the outer cylinder portion 282R via a bracket 286R (286).
- the amount by which the rod 284R protrudes from the cylinder tube 283R can be changed by a medium such as air or hydraulic pressure.
- the control device 40 controls the control valve to control the flow rate and pressure of the medium supplied to the cylinder tube 283R. Therefore, by changing the amount by which the rod 284R protrudes, the relative position of the inner cylinder portion 281R and the outer cylinder portion 282R is changed. This changes the length of the right support arm 54, and the horizontal position change mechanism 280R can move the laser scanner 45A and sonar 45B, i.e., the obstacle detection device 45, to any position in the width direction.
- FIG. 11 is a diagram showing a horizontal position change mechanism 380 according to another embodiment.
- the right support arm 54 supporting the obstacle detection device 45 is composed of a horizontal position change mechanism 380R that can change the position to any detection position Q in the width direction of the vehicle body 3.
- the horizontal position change mechanism 380R is equipped with a telescopic mechanism having an inner cylinder 381R (380) and an outer cylinder 382R (382) that is movable relative to the inner cylinder 381R, as well as a feed screw mechanism that expands and contracts the telescopic mechanism.
- the base end (fixed end side) of the inner cylinder 381R is connected to the moving body 83R of the vertical position change mechanism 80R.
- the feed screw mechanism includes a feed screw 383R (383), a moving body 384R (384), and an electric actuator 385R (385).
- the feed screw 383R is disposed along the inner cylinder portion 381R and the outer cylinder portion 382R, and both ends are rotatably supported by bearings 386R (386) and 387R (387).
- the bearing 386R is attached to the inner cylinder portion 381R, and the bearing 387R is attached to the outer cylinder portion 382R.
- the movable body 384R is screwed onto the feed screw 383R and attached to the outer cylinder 382R.
- the electric actuator 385R is fixed to the inner cylinder 381R and rotates the feed screw 383R.
- the electric actuator 385R is controlled by the control device 40, and changes the relative position between the inner cylinder 381R and the outer cylinder 382R by rotating the feed screw 383R forward or backward. This allows the horizontal position change mechanism 380R to change the length of the right support arm 54, and move the laser scanner 45A and sonar 45B, i.e., the obstacle detection device 45, to any position in the width direction.
- the horizontal position change mechanism 180, the horizontal position change mechanism 280, and the horizontal position change mechanism 380 change the position of the obstacle detection device 45 to multiple detection positions Q where an obstacle can be detected. This allows the obstacle detection device 45 to detect an obstacle at the changed detection position Q.
- the detection area according to the specifications of the work implement 1, the work implement 100 attached, and the work content, in accordance with various situations, it is possible to detect obstacles more accurately at any position in the width direction of the side area A20 and the area A21 in front of the front wheels 7F shown in FIG. 1.
- the vertical position change mechanism 80 which of the vertical position change mechanism 80, horizontal position change mechanism 180, horizontal position change mechanism 280, and horizontal position change mechanism 380 is to be adopted can be appropriately selected depending on whether the arrangement is to be vertical or horizontal.
- the vertical position change mechanism 80 may be configured so that the position is changed by the operator manually operating a lock pin or the like.
- the control device 40 controls the vertical position changing mechanism 80 based on information input to the input device 70.
- a plurality of detection positions Q in the vertical direction may be registered in the memory unit, and the worker may select a predetermined detection position Q from the plurality of registered detection positions Q according to the working device 100 attached to the front of the vehicle body 3.
- the detection positions Q on the left and right sides are registered in either the control device 40 or the display device 42.
- H1, H2, H3, etc. are symbols that indicate the detection positions Q, and different symbols mean different detection positions Q.
- the display device 42 displays a list of registered detection positions Q, and the worker operates the display device 42 to select multiple detection positions Q according to the agricultural work, the work machine 1, or the work device 100.
- the control device 40 controls the vertical position change mechanism 80 based on the detection position Q selected by the display device 42 or the like, and moves the obstacle detection device 45 to the selected detection position Q.
- the vertical position changing mechanism 80 may automatically change the detection position Q depending on the width of the work device 100 attached to the work machine 1.
- the work machine 1 may have multiple detection positions Q registered in the horizontal direction, and a specific detection position Q may be selected from the multiple registered detection positions Q.
- a specific detection position Q may be selected from the multiple registered detection positions Q.
- the detection positions Q on the left and right sides are registered in either the control device 40 or the display device 42.
- J1, J2, etc. are symbols that indicate the detection positions Q, and different symbols mean different detection positions Q.
- the display device 42 displays a list of registered detection positions Q, and the worker operates the display device 42 to select multiple detection positions Q according to the agricultural work, the work machine 1, or the work device 100.
- the control device 40 controls the horizontal position change mechanisms 280, 380 based on the detection position Q selected by the display device 42 or the like, and moves the obstacle detection device 45 to the selected detection position Q.
- the control device 40 controls the position change mechanism to move the obstacle detection device 45 to the detection position Q based on the selected detection position Q, but a configuration may be adopted in which the selectable detection positions Q are limited based on information such as the size of the work device 100 input by the input device 70.
- the display device 42 displays in a list of detection positions Q, in a grayed-out manner, detection positions Q that, based on the size of the work device 100, may be within the detection range of the obstacle detection device 45, making the detection positions Q unselectable.
- the vertical position change mechanism 80, horizontal position change mechanism 180, horizontal position change mechanism 280, and horizontal position change mechanism 380 can also be applied to obstacle detection devices 45 other than the obstacle detection device 45 provided on the side of the hood 25 or the front wheel 7F. They can also be applied to tractors that do not have an obstacle detection device 45 provided on the side of the hood 25 or the front wheel 7F.
- a horizontal position changing mechanism in the front-rear direction may be provided.
- the horizontal position changing mechanism may adopt a configuration such as the vertical position changing mechanism 80, the horizontal position changing mechanism 180, the horizontal position changing mechanism 280, and the horizontal position changing mechanism 380.
- the control device 40 may be configured to control the horizontal position changing mechanism 280 and the horizontal position changing mechanism 380 in accordance with the type and/or model of the working device 100 based on the size of the working device 100 for which the input device 70 has received input.
- a preferred embodiment of the present invention provides a work machine 1 as described below.
- a work machine 1 comprising a vehicle body 3, a work device 100 attached to the front of the vehicle body 3, an obstacle detection device 45 capable of detecting obstacles in front of the vehicle body 3, a position change mechanism 80, 280, 380 capable of changing the position of the obstacle detection device 45 on the vehicle body 3, and a control device 40 that controls the position change mechanism 80, 280, 380 in accordance with the work device 100.
- the control device 40 controls the position change mechanisms 80, 280, 380 in accordance with the attached work device 100 to change the position on the vehicle body 3 so as not to interfere with the detection of obstacles by the obstacle detection device 45, thereby preventing the attached work device 100 from interfering with the detection of obstacles.
- (Item 2) 2. The work machine according to claim 1, wherein the position changing mechanism is capable of changing the position of the obstacle detection device at least in the vertical direction or horizontal direction of the vehicle body.
- the position changing mechanism 80, 280, 380 can change the position of the obstacle detection device 45 at least in the height direction, width direction, and front-rear direction of the vehicle body 3, so that it can be changed to an appropriate position with a high degree of freedom depending on the type and/or shape of the work machine 100 to which it is attached.
- the position changing mechanism 80, 280, 380 can change the position of the obstacle detection device 45 to a position in front of the vehicle body 3 where it is easier to detect obstacles.
- the control device 40 controls the position change mechanism 80, 280, 380 depending on the type and/or model of the working device 100 attached to the front of the vehicle body 3.
- control device 40 can control the position change mechanism 80, 280, 380 according to the type and/or model of the work device 100, and can move the work device 100 to a predetermined position, for example.
- the work machine 1 described in item 4 is provided with an input device 70 that receives input of the size of the work device 100 attached to the front of the vehicle body 3, and the control device 40 controls the position change mechanism 80, 280, 380 in accordance with the type and/or model of the work device 100 based on the size of the work device 100 received as input by the input device 70.
- the control device 40 can change the obstacle detection device 45 to an appropriate position so that the work device 100 does not interfere with the detection of obstacles.
- the control device 40 has an acquisition unit that acquires device information of the type and/or model of the work device 100 attached to the front of the vehicle body 3, and controls the position change mechanism 80, 280, 380 based on the device information acquired by the acquisition unit.
- the acquisition unit acquires device information on the type and/or model of the work device 100, and the control device 40 can change the obstacle detection device 45 to an appropriate position so that the work device 100 does not interfere with the detection of obstacles.
- the control device 40 changes a detection range of the obstacle detection device 45 in accordance with a position of the obstacle detection device 45 changed by the position change mechanism 80, 280, 380.
- control device 40 can automatically change the detection range of the obstacle detection device 45 according to the position of the obstacle detection device 45 changed by the position change mechanism 80, 180.
- the position change mechanism 80, 380 is a feed screw mechanism having a feed screw 81, 383, an electric actuator 82, 385 that rotates the feed screw 81, 383, and a movable body 83, 384 screwed into the feed screw 81, 383.
- the moving body 83, 384 moves with the rotation of the feed screw 81, 383, but if the obstacle detection device 45 is attached directly or indirectly to the moving body 83, 384, the obstacle detection device 45 can be moved with the movement of the moving body 83, 384.
- the obstacle detection device 45 can be moved in conjunction with changing the relative position between the inner cylinder portion 281, 381 and the outer cylinder portion 282, 382.
- the position change mechanism 280 is a cylinder mechanism having a cylinder tube 283, a piston movable within the cylinder tube 283, and a rod 284 connected to the piston and whose protruding amount from the cylinder tube 283 is variable.
- the obstacle detection device 45 can be moved in accordance with the change in the amount of protrusion of the rod 284 from the cylinder tube 283.
- the control device 40 controls automatic traveling of the vehicle body 3 based on a result of the detection of an obstacle by the obstacle detection device 45.
- control device 40 can accurately detect obstacles using the obstacle detection device 45 regardless of whether the work machine 100 is attached or not, and can control the automatic travel of the vehicle body 3 based on the detection results.
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Abstract
車体(3)の前部に作業装置(100)が取り付けられたときにも、障害物検出装置(45)による障害物の検出精度を維持できる。作業機(1)は、車体(3)と、車体(3)の前部に取り付けられる作業装置(100)と、車体(3)の前方の障害物を検出可能な障害物検出装置(45)と、障害物検出装置(45)の車体(3)における位置を変更可能な位置変更機構(80,280,380)と、作業装置(100)に応じて位置変更機構(80,280,380)を制御する制御装置(40)と、を備えている。また、位置変更機構(80,280,380)は、障害物検出装置(45)の位置を、少なくとも車体(3)の鉛直方向、又は水平方向に、変更可能である。
Description
本発明は、例えば、トラクタ等の作業機に関する。
従来、特許文献1に開示されたトラクタが知られている。特許文献1に開示のトラクタは、車体を自動で運転する自動運転用の電子制御システムと、障害物の有無を検出する障害物検出モジュールと、障害物検出モジュールが障害物を検出すると車体の走行を抑制する走行抑制制御部と、探査対象領域に存在する障害物を検出する複数の障害物探査器とを備えている。特許文献1に開示のトラクタにあっては、複数の障害物探査器によって、車体の周囲に存在する障害物を検出することができる。
トラクタの車体には、前部に作業装置が取り付けられることがある。このとき、障害物探査器(障害物検出装置)の障害物の検出範囲内に、作業装置が位置することによって、障害物検出装置の障害物の検出精度が低下する虞がある。
そこで、本発明は、車体の前部に作業装置が取り付けられたときにも、障害物検出装置による障害物の検出精度を維持できる作業機を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る作業機は、車体と、前記車体の前部に取り付けられる作業装置と、前記車体の前方の障害物を検出可能な障害物検出装置と、前記障害物検出装置の前記車体における位置を変更可能な位置変更機構と、前記作業装置に応じて前記位置変更機構を制御する制御装置と、を備えている。
前記位置変更機構は、前記障害物検出装置の位置を、少なくとも前記車体の鉛直方向、又は水平方向に、変更可能であってもよい。
前記位置変更機構は、前記障害物検出装置の位置を、前記車体より前方において、変更可能であってもよい。
前記制御装置は、前記車体の前部に取り付けられる前記作業装置の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構を制御してもよい。
前記作業機は、前記車体の前部に取り付けられる前記作業装置の大きさの入力を受け付ける入力装置を備え、前記制御装置は、前記入力装置が入力を受け付けた前記作業装置の大きさに基づき、前記作業装置の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構を制御してもよい。
前記制御装置は、前記車体の前部に取り付けられる前記作業装置の種類及び/又は機種の装置情報を取得する取得部を有し、当該取得部が取得した前記装置情報に基づいて、前記位置変更機構を制御してもよい。
前記制御装置は、前記位置変更機構によって変更された前記障害物検出装置の位置に応じて、当該障害物検出装置による障害物の検出範囲を、変更してもよい。
前記位置変更機構は、送りねじと、前記送りねじを回転させる電動アクチュエータと、前記送りねじに螺合された移動体と、を有する送りねじ機構であってもよい。
前記位置変更機構は、内筒部と、前記内筒部に対して移動自在な外筒部と、を有するテレスコピック機構であってもよい。
前記位置変更機構は、シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内で移動可能なピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダチューブからの突出量が可変なロッドと、を有するシリンダ機構であってもよい。
前記制御装置は、前記障害物検出装置における障害物の検出結果に基づいて、前記車体の自動走行を制御してもよい。
上記作業機によれば、車体の前部に作業装置が取り付けられたときにも、障害物検出装置による障害物の検出精度を維持できる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、作業機1の全体平面図であり、図2は、作業機1の全体側面図である。図3は、作業機1のブロック図である。図1、図2においては、作業機1の一例としてトラクタを示している。この実施形態では、トラクタを例にとり作業機1について説明するが、作業機1は、トラクタの他、車体3の前部に作業装置(インプルメント)100を設けることができる作業機1であればよく、トラクタに限定されない。
本発明の実施形態において、作業機1の運転席10に着座した運転者が向く方向(図1の矢印E1の方向)を前方といい、その反対方向(図1の矢印E2の方向)を後方という。また、作業機1の前後方向に直交する方向である水平方向を幅方向(図1の矢印E3の方向)という。幅方向において、矢印E4を幅方向内側、矢印E5を幅方向外側ということがある。
図1、図2に示すように、作業機1は、走行装置7を有する車体3と、原動機4と、変速装置5とを備えている。走行装置7は、前輪7F及び後輪7Rを有する装置である。本実施形態において、前輪7F及び後輪7Rは、タイヤ型を例示するが、クローラ型であってもよい。
原動機4は、エンジン(ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン)、電動モータ等である。変速装置5は、変速によって走行装置7の推進力を切換可能であると共に、走行装置7の前進、後進の切換が可能である。
車体3には、運転席10が設けられている。運転席10の周囲は、保護装置9によって囲まれている(保護されている)。保護装置9は、運転席10の前方、後方、上方及び側方を取り囲むことにより当該運転席10を保護するキャビン、少なくとも運転席10の上方を覆うことにより当該運転席10を保護するロプス等である。保護装置9の下方には、フェンダ13が取り付けられており、フェンダ13は後輪7Rの上部を覆っている。
図1に示すように、車体3は、複数の車体フレーム20を有している。複数の車体フレーム20は、左側に設けられた車体フレーム20Lと、右側に設けられた車体フレーム20Rとを含んでいる。
車体フレーム20L及び車体フレーム20Rは、それぞれ変速装置5側から前方に延設されており、原動機4の下部を支持している。車体フレーム20Lと車体フレーム20Rとは幅方向に離間して配置されている。
車体フレーム20Lの前端部と車体フレーム20Rの前端部とは、前連結板20Fにより連結されている。車体フレーム20Lの中途部と車体フレーム20Rの中途部とは、中途連結板20Mにより連結されている。
車体フレーム20Lと車体フレーム20Rとは、前車軸ケース29を支持している。前車軸ケース29内には、前輪7Fを回転自在に支持する前車軸15(図3参照)が収容されている。なお、車体フレーム20は、前車軸ケース29以外の構造体を支持するフレームであってもよい。
車体3の前部、詳しくはボンネット25の前側、即ち、車体フレーム20L、20Rの前側には、3点リンク機構等で構成された連結部(昇降装置)60が設けられている。連結部60には、作業装置100が取り付け及び取り外しが可能である。本実施形態における連結部60は、油圧シリンダを有し、当該油圧シリンダが伸縮することで、連結部60が有するリフトアームが揺動し、取り付けられた作業装置100を昇降することができる。なお、連結部60は、少なくとも車体3の前部に作業装置100を取り付けることができればよく、当該作業装置100を昇降できなくてもよい。
車体3の前部には、原動機4の動力により駆動するPTO(Power Take‐Off)軸が設けられており、連結部60に取り付けられた作業装置100に動力を伝達できる。
車体3の前部に取り付けられる作業装置100は、土や砂などを移動させるフロントローダ、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、作物の収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、及び牧草等の集草を行う集草装置等である。
また、車体3の後部には、同じく3点リンク等で構成された連結部(昇降装置)が設けられていてもよい。車体3の後部の連結部には、耕耘する耕耘装置、肥料を散布する肥料散布装置、農薬を散布する農薬散布装置、収穫を行う収穫装置、牧草等の刈取を行う刈取装置、牧草等の拡散を行う拡散装置、牧草等の集草を行う集草装置、牧草等の成形を行う成形装置等の作業装置を取り付けることができる。
複数の車体フレーム20の上部には、ボンネット25が設けられている。ボンネット25は、車体フレーム20に沿って前後方向に延設されている。ボンネット25は、保護装置9の幅方向の中央部に配置されている。
図1、図2に示すように、ボンネット25は、左側に設けられた左側壁25Lと、右側に設けられた右側壁25Rと、左側壁25Lと右側壁25Rとの上部を連結する上壁部25Uとを有している。
左側壁25L、右側壁25R及び上壁部25Uによってエンジンルームが形成されている。当該エンジンルームは、原動機4、冷却ファン、ラジエータ、及びバッテリ等を収容する。左側壁25Lの左側方と、右側壁25Rの右側方とには、それぞれ前輪7Fが配置されている。
図2、図3に示すように、作業機1は、操舵装置11を備えている。操舵装置11は、ハンドル(ステアリングホイール)11aと、ハンドル11aの回転に伴って回転する回転軸(操舵軸)11bと、ハンドル11aの操舵を補助する補助機構(パワーステアリング機構)11cと、を有している。補助機構11cは、油圧ポンプ21と、油圧ポンプ21から吐出した作動油が供給される制御弁22と、制御弁22により作動するステアリングシリンダ23とを含んでいる。
制御弁22は、制御信号に基づいて作動する電磁弁である。制御弁22は、例えば、スプール等の移動によって切り換え可能な3位置切換弁である。また、制御弁22は、操舵軸11bの操舵によっても切換可能である。ステアリングシリンダ23は、前輪7Fの向きを変えるアーム(ナックルアーム)24に接続されている。
したがって、ハンドル11aを操作すれば、当該ハンドル11aに応じて制御弁22の切換位置及び開度が切り換わり、当該制御弁22の切換位置及び開度に応じてステアリングシリンダ23が左又は右に伸縮することによって、前輪7Fの操舵方向を変更することができる。なお、上述した操舵装置11は一例であり、上述した構成に限定されない。
図1~図3に示すように、作業機1は、位置検出装置30を備えている。位置検出装置30は、例えば保護装置9の天板(ルーフ)に装着されている。なお、位置検出装置30は、保護装置9の天板に装着されているが、車体3における装着場所は限定されず、別の場所であってもよい。また、位置検出装置30は、作業装置100に装着されていてもよい。
位置検出装置30は、衛星測位システムによって自己の位置(緯度、経度を含む測位情報)を検出する装置である。即ち、位置検出装置30は、測位衛星から送信された信号(測位衛星の位置、送信時刻、補正情報等)を受信し、受信した信号に基づいて位置(緯度、経度)を検出する。
位置検出装置30は、測位衛星からの信号を受信可能な基地局(基準局)からの補正等の信号に基づいて補正した位置を、自己の位置(緯度、経度)として検出してもよい。また、位置検出装置30がジャイロセンサや加速度センサ等の慣性計測装置を有し、慣性計測装置によって補正した位置を、自己の位置として検出してもよい。これにより、作業機1(車体3)の位置(走行位置)を位置検出装置30によって検出することができる。
図3に示すように、作業機1は、制御装置40を備えている。制御装置40は、CPU、電気回路、電子回路等で構成されていて、作業機1の様々な制御を行う。制御装置40は、CAN、ISOBUS、LIN、FlexRayなどの車載ネットワークで作業機1に搭載された他の機器と接続されている。例えば、制御装置40には、位置検出装置30と、作業機1の駆動状態等を検出する状態検出装置41と、作業機1に関する様々な情報を表示する表示装置42と、が接続されている。
状態検出装置41は、例えば、作業機1に設けられた走行系の機器の状態を検出する装置等であって、例えば、クランクセンサ、カムセンサ、エンジン回転センサ、アクセルセンサ、車速センサ、及び操舵角センサ等である。なお、状態検出装置41は、走行系の機器の状態以外に、作業系の機器の状態を検出する装置であってもよく、昇降レバー検出センサ、PTO回転検出センサ等であってもよい。
表示装置42は、液晶パネル、タッチパネル、及びその他のパネルのいずれかを有している。例えば、表示装置42は、運転席10の前方に設けられたメータパネル内に設けられたモニタである。
また、制御装置40は、作業機1における走行系の機器の制御、及び作業系の機器の制御を行う。制御装置40は、例えば、状態検出装置41が検出した検出状態に基づいてエンジン回転数、車速、操舵装置11の操舵角等を制御する。また、状態検出装置41は、状態検出装置41が検出した検出状態に基づいて、車体3の前部の連結部60及び後部の連結部の昇降、PTO回転数等の制御を行う。
制御装置40は、作業機1(車体3)の自動走行の制御(自動走行制御)が可能である。制御装置40は、自動走行モードと、手動走行モードとに切り換え可能である。制御装置40は、自動走行モードにおいて、少なくとも車体3の走行位置(位置検出装置30で検出された位置)と、予め設定された走行ルート(走行経路)が一致するように(言い換えると、作業機1の走行位置と走行ルートとが一致するように)、制御弁22の切換位置及び開度を設定し、ステアリングシリンダ35の移動方向及び移動量(前輪7Fの操舵方向及び操舵角)を設定する。
詳しくは、制御装置40は、自動走行モードにおいて、車体3の走行位置と走行ルートで定義された位置(走行予定位置)とを比較し、走行位置と走行予定位置とが一致している場合は、操舵装置11におけるハンドル11aの操舵角及び操舵方向(前輪7Fの操舵角及び操舵方向)を変更せずに保持(維持)する(言い換えると、制御弁22の開度及び切換位置を変更せずに維持する)。
一方、制御装置40は、自動走行モードにおいて、走行位置と走行予定位置とが一致していない場合、当該走行位置と走行予定位置との偏差(ズレ量)が零となるように、操舵装置11におけるハンドル11aの操舵角及び/又は操舵方向を変更する(言い換えると、制御弁22の開度及び/又は切換位置を変更する)。
なお、制御装置40は、自動走行モードにおいて、走行位置と走行予定位置との偏差に基づいて操舵装置11の操舵角を変更していたが、走行ルートの方位と作業機1(車体3)の進行方向(走行方向)の方位(車体方位)とに基づいて、操舵角を設定してもよい。斯かる場合、制御装置40は、自動航行モードにおいて、走行ルートの方位と車体方位が走行ルートの方位が異なる場合、走行ルートの方位と車体方位が走行ルートの方位に一致するように操舵角を設定する。
また、制御装置40は、自動走行モードにおいて、偏差(位置偏差)に基づいて求めた操舵角と、方位偏差に基づいて求めた操舵角とに基づいて、自動走行制御における最終の操舵角を設定してもよい。上述した実施形態における自動走行制御における操舵角の設定は一例であり、限定されない。
また、制御装置40は、自動走行モードにおいて、作業機1(車体3)の実際の車速が、予め設定された走行ルートに対応する車速に一致するように、走行装置7(前輪7F及び/又は後輪7R)の回転数を制御してもよい。
制御装置40は、自動走行モードにおいて、後述する障害物検出装置45による障害物の検出結果に基づいて自動走行を制御する。例えば、障害物検出装置45が障害物を検出していない場合は自動走行を継続して行い、障害物検出装置45が障害物を検出した場合に自動走行を停止する。
より具体的には、連結部60に作業装置100が取り付けられていない場合において、制御装置40は、障害物と作業機1の前部(例えば、ボンネット25の前端)との距離が予め定められた距離(センシング距離、例えば3m)以下であると、報知装置(アラームやランプ等)で報知したり、作業機1を停止することで自動走行を停止したりする。
図1~図3に示すように、作業機1は、複数の障害物検出装置45を備えている。複数の障害物検出装置45のそれぞれは、当該作業機1の周囲に存在する物体(障害物)を検出可能である。
複数の障害物検出装置45のうち、少なくとも1つは、保護装置9の前方で且つボンネット25の幅方向の外方に設けられている。即ち、作業機1の保護装置9の前方の領域(前方領域)A1に着目した場合、少なくとも1つの障害物検出装置45は、ボンネット25の左側壁25Lよりも幅方向の外側の領域(外側領域)A2、或いは、ボンネット25の右側壁25Rよりも幅方向の外側の領域(外側領域)A2に配置されている。
具体的には、前輪7Fにおいて、ボンネット25の側壁(左側壁25L、右側壁25R)と対向する側を内側部7F1、内側部7F1と反対側を外側部7F2とした場合、障害物検出装置45は、外側部7F2よりも幅方向外側に設けられている。言い換えれば、障害物検出装置45は、前輪7Fの外側方に設けられている。障害物検出装置45は、前輪7Fの前方に設けられている。
障害物検出装置45は、例えばレーザスキャナ45A、ソナー45B等のセンシング装置である。レーザスキャナ45Aは、照射したレーザによって物体(障害物)を検出する装置である。ソナー45Bは、照射した音波によって物体(障害物)を検出する装置である。
レーザスキャナ45Aは、レーザの照射から受光までの時間に基づいて障害物までの距離を検出する。レーザスキャナ45Aは、投受光部45A1と、筐体45A2とを含んでいる。投受光部45A1は、レーザを照射し且つ、照射したレーザが障害物に当たって反射した反射光を受光する。筐体45A2は、投受光部45A1を収容するケースである。
図4は、作業機1の前部の拡大平面図である。図1、図4に示すように、レーザスキャナ45Aは、前輪7Fの前方であって、当該前輪7Fの外側部7F2よりも幅方向外側に配置されている。より詳しくは、レーザスキャナ45Aのうち投受光部45A1は、前輪7Fの前方且つ外側部7F2よりも幅方向外側に配置されている。
ソナー45Bは、音波の照射から反射音の受音までの時間に基づいて、障害物までの距離を検出する。ソナー45Bは、投受音部45B1と、筐体45B2とを含んでいる。投受音部45B1は、音波を照射し且つ、当該照射した音波が障害物に当たって反射した反射音を受ける。筐体45B2は、投受音部45B1を収容するケースである。
図1、図4に示すように、ソナー45Bは、前輪7Fの前方であって、前輪7Fの内側部7F1とボンネット25の側壁(左側壁25L、右側壁25R)との間に設けられている。より詳しくは、ソナー45Bのうち投受音部45B1が、前輪7Fの前方且つ、内側部7F1とボンネット25の側壁との間に設けられている。つまり、ソナー45Bは、前輪7Fの内側部7F1とボンネット25の側壁(左側壁25L、右側壁25R)との間を、前輪7Fの前方に向けて投影した範囲(投影範囲G1)に設けられている。
図1、図2、及び図4に示すように、障害物検出装置45は、支持機構50によって車体3に支持されている。
さて、車体3の前部に取り付けられる作業装置100の大きさによっては、障害物検出装置45の検出範囲内に作業装置100が位置し、当該障害物検出装置45による障害物の検出精度が低下する場合がある。作業機1は、障害物検出装置45の車体3における位置を変更する位置変更機構を有している。位置変更機構は、支持機構50に設けられた機構、又は当該支持機構50を構成する機構である。
位置変更機構は、障害物検出装置45の位置を、少なくとも車体3の鉛直方向、又は水平方向に、変更可能である。特に、位置変更機構は、障害物検出装置45の位置を、車体3より前方において、変更可能である。制御装置40は、位置変更機構と通信可能に接続されており、当該位置変更機構に信号(指示信号)を出力することで、位置変更機構を制御する。詳しくは、制御装置40は、車体3の前部に取り付けられる作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、位置変更機構を制御する。
例えば、位置変更機構は、障害物検出装置45を車体3に対する鉛直位置を変更可能に支持する鉛直位置変更機構80である。このため、作業装置100の幅方向の大きさが比較的大きく、上下方向の大きさが比較的小さい場合に、制御装置40は、作業装置100の種類及び/又は機種に応じて鉛直位置変更機構80を制御して、障害物検出装置45を鉛直方向の適切な位置へ移動させる必要がある。
具体的には、作業機1は、車体3の前部に取り付けられる作業装置100の大きさ(寸法情報)の入力を受け付ける入力装置70を備えている。入力装置70は、制御装置40と通信可能に接続されており、入力された寸法情報を制御装置40に出力する。入力装置70は、作業装置100の大きさ(寸法情報)として、当該作業装置100の幅方向、上下方向、及び前後方向の大きさの入力を受け付ける。入力装置70は、例えば、運転席10の近傍に設けられた表示装置42(図3参照)に並んで設けられる。
なお、入力装置70は、作業装置100の大きさとして、位置変更機構が障害物検出装置45を移動できる方向の大きさの入力を受け付けることができればよく、その受付可能な大きさは、幅方向、上下方向、及び前後方向の大きさに限定されず、幅方向、上下方向、及び前後方向の大きさのうち、幅方向及び上下方向の大きさであってもよい。
また、本実施形態において、入力装置70と表示装置42とを別の装置として説明したが、表示装置42が表示画像(グラフィカルインタフェース)を表示し、且つ当該表示画像の操作を受け付ける場合、入力装置70は、表示装置42であってもよい。
作業者が、入力装置70に作業装置100の大きさを入力すると、制御装置40は、当該入力された作業装置100の大きさに基づいて、即ち作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、鉛直位置変更機構80を制御する。これにより、鉛直位置変更機構80は、作業装置100が障害物検出装置45による障害物の検出の妨げとならないように、当該障害物検出装置45を適切な位置へと移動できる。
なお、制御装置40が有する記憶部(例えば不揮発性メモリ)には、車体3の前部に取り付けられる作業装置100の大きさに対応する障害物検出装置45の適切な位置が所定の演算式やテーブル等として予め記憶されている。また、連結部60が作業装置100を昇降することができる場合、当該演算式やテーブル等においては、当該作業装置100が最上部に移動した際の位置と、最下部に移動した際の位置と、が考慮されていることが好ましい。
また、入力装置70は、作業装置100の大きさの代わりに、車体3の前部に取り付けられる作業装置100の種類及び/又は機種の装置情報の入力を受け付けてもよい。斯かる場合、制御装置40の記憶部には、作業装置100の種類及び/又は機種に対応する障害物検出装置45の適切な位置がテーブルとして予め記憶されている。このため、制御装置40は、入力装置70が入力を受け付けた装置情報、及びテーブルに基づいて取得した障害物検出装置45の位置に基づいて、位置変更機構を制御する。
また、本実施形態においては、制御装置40は、入力装置70が入力を受け付けた作業装置100の大きさに基づき、作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、位置変更機構を制御する場合を例に説明するが、これに限定されず、作業機1は、作業装置100の種類及び/又は機種の装置情報を取得する取得部を有していてもよい。斯かる場合、制御装置40は、取得部が取得した装置情報に基づいて、作業者の手動入力を必要とせずに、自動的に位置変更機構を制御するように構成されていてもよい。例えば、制御装置40は、作業装置100に設けられた制御部と通信可能に接続され、取得部は、制御部から送信された装置情報を取得することができる。斯かる場合においても、制御装置40の記憶部には、作業装置100の種類及び/又は機種に対応する障害物検出装置45の適切な位置がテーブルとして予め記憶されている。このため、制御装置40は、取得部が取得した装置情報、及びテーブルに基づいて取得した障害物検出装置45の位置に基づいて、位置変更機構を制御する。
また、制御装置40は、入力装置70が作業装置100の前後方向の大きさの入力を受け付けたり、取得部が取得した装置情報から作業装置100の前後方向の大きさを取得できたりする場合、障害物と作業装置100との距離に応じて、センシング距離を補正してもよい。制御装置40は、作業機1の前端からの距離として予め定義されたセンシング距離に、作業装置100の前後方向の大きさに基づく値を加算して、当該センシング距離を補正する。これによって、制御装置40は、連結部60に作業装置100を取り付けた場合であっても、作業機1の全体としての前端からの距離に基づいて、アラームを報知したり、作業機1を停止することで自動走行を停止したりできる。言い換えると、制御装置40は、連結部60に作業装置100を取り付けた場合であっても、連結部60に作業装置100を取り付けていない場合のセンシング距離と同様の距離感で作業機1の制御を行うことができる。
以下、支持機構50及び位置変更機構(鉛直位置変更機構80)について詳しく説明する。図5は、作業装置100が取り付けられていないときの作業機1の正面図である。図6は、作業装置100が取り付けられているときの作業機1の正面図である。図7は、作業機1の左側に設けた鉛直位置変更機構80の要部斜視図である。図8は、作業機1の左側に設けた障害物検出装置45の拡大図である。
まず、支持機構50のうち、車体3の左側に設けられる構成について説明する。図1、図4、図8等に示すように、支持機構50は、車体フレーム20Lの前部に取付けられ且つ前方に突出する左支持体51と、左支持体51に設けられた鉛直位置変更機構80L(鉛直位置変更機構80)と、当該鉛直位置変更機構80Lから幅方向外方であって左側に延びる左支持アーム52とを備えている。鉛直位置変更機構80Lは、左支持アーム52の鉛直方向における位置を変更可能に支持する。
左支持体51は、車体フレーム20Lに装着された取付プレート51aと、取付プレート51aから前方に移動するにしたがって幅方向外方に移行する延設プレート51bと、延設プレート51bから前方に延び且つ左支持アーム52が取り付けられる取付プレート51cとを含んでいる。取付プレート51cは、連結部60の左の側方(左側方)に位置している。
左支持アーム52は、角筒状に形成された金属製の部材である。左支持アーム52の一端は鉛直位置変更機構80Lを介して取付プレート51cに装着され、左支持アーム52の他端は自由端である。左支持アーム52の自由端側は、左の前輪7Fの外側部7F2側に位置していて、図7に示すように、ブラケット55を介してレーザスキャナ45Aが取り付けられている。左支持アーム52の自由端側には、ブラケット55が取り付けられ、当該ブラケット55に、レーザスキャナ45Aの筐体45A2が取り付けられている。
ブラケット55は、投受光部45A1から照射するレーザの照射ラインが水平方向となるように、筐体45A2を支持している。言い換えれば、ブラケット55は、筐体45A2の上面と、左支持アーム52の上部とが平行となるように、ブラケット55が筐体45A2を支持している。
左支持アーム52の中途部には、ブラケット56が取り付けられ、当該ブラケット56に、ソナー45Bの筐体45B2が取り付けられている。左支持アーム52は、障害物検出装置45の1つであるレーザスキャナ45Aを、保護装置9の前方で且つボンネット25の幅方向の左の外方で支持し、且つ、連結部60の左側方で支持している。
また、左支持アーム52は、レーザスキャナ45Aに加え、ソナー45Bを連結部60の左側方で支持している。図4、図5等に示すように、左支持アーム52は、連結部60の左側方に配置されている。障害物検出装置45(レーザスキャナ45A及びソナー45B)は、左支持アーム52と同様に、連結部60の左側方に配置されている。より詳しくは、連結部60の左側方において、連結部60の先端部から後端部までの領域A10に、左支持アーム52及び障害物検出装置45(レーザスキャナ45A及びソナー45B)が設けられている。
図5及び図6に示すように、鉛直位置変更機構80Lは、障害物検出装置45の位置を、保護装置9の前方で且つボンネット25の幅方向の外方において変更する。具体的には、鉛直位置変更機構80Lは、車体3の高さにおいて障害物を検出する検出位置Q(最低検出位置QL)と、最低検出位置QLよりも車体3の上方であって、運転席10に座る作業者の目線あたりの高さにおいて障害物を検出する検出位置Q(最高検出位置QH)との間の任意の位置に変更する。
図6に示すように、最高検出位置QHにおいて、障害物検出装置45(レーザスキャナ45A及びソナー45B)は、ボンネット25の上端の高さに位置している。即ち、最高検出位置QHでは、車体3の前部に作業装置100が取り付けられていても、障害物の検出が可能となっている。
上述したように、ブラケット55は、投受光部45A1から照射するレーザの照射ラインが水平方向となるように筐体45A2を支持しているが、当該ブラケット55は、検出位置Qに応じて筐体45A2の傾きを調節可能に支持するように構成されていてもよい。斯かる場合、ブラケット55は、制御装置40によって制御されるアクチュエータ(例えばモータ等の電動アクチュエータ)を備え、制御装置40が検出位置Qに応じて、筐体45A2の傾きを調節する。これにより、制御装置40は、検出位置Qに応じて、障害物検出装置45(レーザスキャナ45A)の検出範囲を変更する。
例えば、障害物検出装置45が最低検出位置QLであれば、制御装置40は、ブラケット55のアクチュエータを制御し、当該ブラケット55は、投受光部45A1から照射するレーザの照射ラインが水平方向となるように筐体45A2を支持する。一方、検出位置Qが上昇するにつれて、制御装置40は、ブラケット55のアクチュエータを制御し、当該ブラケット55は、筐体45A2を傾けて、投受光部45A1から照射するレーザの照射ラインが斜め下方向となるように支持する。
図5、図6、図8等に示すように、鉛直位置変更機構80Lは、本実施形態においては取付プレート51cに固定された送りねじ機構から構成されている。当該送りねじ機構は、鉛直方向に配設された送りねじ81L(81)と、当該送りねじ81Lを回転させる電動アクチュエータ82L(82)と、送りねじ81Lに螺合された移動体83L(83)と、当該移動体83Lの移動を案内するレール84L(84)などを備えている。移動体83Lは、左支持アーム52を支持する。
電動アクチュエータ82Lが送りねじ81Lを正転又は逆転させると、移動体83Lはレール84Lに沿って昇降させられる。なお、電動アクチュエータ82Lの回転は、制御装置40により制御される。
左支持アーム52の基端部(固定端側)は、鉛直位置変更機構80Lの移動体83Lに連結されているため、移動体83Lの昇降に伴って、当該移動体83Lに支持されている左支持アーム52が昇降させられる。
なお、以上の説明では、支持機構50の左支持体51及び左支持アーム52や、鉛直位置変更機構80として車体3の左側に設けられる鉛直位置変更機構80Lについて説明したが、支持機構50のうち、車体3の左側に設けられた右支持体53及び右支持アーム54や、車体3の右側に設けられる鉛直位置変更機構80Rも同様の構成である。鉛直位置変更機構80Lの各部の添え字LをRと読み替えることで説明が援用される。
図1、図4等に示すように、支持機構50は、車体フレーム20Rの前部に取付けられ且つ前方に突出する右支持体53と、右支持体53に設けられた鉛直位置変更機構80R(鉛直位置変更機構80)と、当該鉛直位置変更機構80Rから幅方向外方であって右側に延びる右支持アーム54とを備えている。鉛直位置変更機構80Rは、右支持アーム54の鉛直方向における位置を変更可能に支持する。
右支持体53、鉛直位置変更機構80R、及び右支持アーム54は、左支持体51、鉛直位置変更機構80L及び左支持アーム52の反対側で、障害物検出装置45を支持している。右支持体53、鉛直位置変更機構80R及び右支持アーム54の構造は、左支持体51、鉛直位置変更機構80L及び左支持アーム52と同様である。
右支持体53は、車体フレーム20Rに装着された取付プレート53aと、取付プレート53aから前方に移動するにしたがって幅方向外方に移行する延設プレート53bと、延設プレート53bから前方に延び且つ右支持アーム54が取り付けられる取付プレート53cとを含んでいる。取付プレート53cは、連結部60の右の側方(右側方)に位置している。
右支持アーム54は、角筒状に形成された金属製の部材である。右支持アーム54の一端は鉛直位置変更機構80Rを介して取付プレート53cに装着され、右支持アーム54の他端は自由端である。右支持アーム54の自由端側は、右の前輪7Fの外側部7F2側に位置していて、ブラケット57を介してレーザスキャナ45Aが取り付けられている。右支持アーム54の自由端側には、ブラケット57が取り付けられ、当該ブラケット57に、レーザスキャナ45Aの筐体45A2が取り付けられている。
ブラケット57は、投受光部45A1から照射するレーザの照射ラインが水平方向となるように、筐体45A2を支持している。言い換えれば、ブラケット57は、筐体45A2の上面と、右支持アーム54の上部とが平行となるように筐体45A2を支持している。
右支持アーム54の中途部には、ブラケット58が取り付けられ、当該ブラケット58に、ソナー45Bの筐体45B2が取り付けられている。以上によれば、右支持アーム54によって、障害物検出装置45の1つであるレーザスキャナ45Aを、保護装置9の前方で且つボンネット25の幅方向の右の外方で支持し、且つ、連結部60の右側方で支持している。
また、右支持アーム54によって、レーザスキャナ45Aだけでなく、ソナー45Bを連結部60の右側方で支持している。つまり、図4等に示すように、右支持アーム54は、連結部60の右側方に配置されている。障害物検出装置45(レーザスキャナ45A及びソナー45B)は、右支持アーム54と同様に、連結部60の右側方に配置されている。より詳しくは、連結部60の右側方において、連結部60の先端部から後端部までの領域A11に、右支持アーム54及び障害物検出装置45(レーザスキャナ45A及びソナー45B)が設けられている。
図5及び図6に示すように、鉛直位置変更機構80Rは、本実施形態においては取付プレート53cに固定された送りねじ機構から構成されている。具体的には、当該送りねじ機構は、鉛直方向に配設された送りねじ81R(81)と、当該送りねじ81Rを回転させる電動アクチュエータ82R(82)と、送りねじ81Rに螺合された移動体83R(83)と、当該移動体83Rの移動を案内するレール84R(84)などを備えている。移動体83Rは、右支持アーム54を支持している。
電動アクチュエータ82Rが送りねじ81Rを正転又は逆転させると、移動体83Rはレール84Rに沿って昇降させられる。なお、電動アクチュエータ82Rの回転は、制御装置40により制御される。
右支持アーム54の基端部(固定端側)は、鉛直位置変更機構80Rの移動体83Rに連結されているため、移動体83Rの昇降に伴って、当該移動体83Rに支持されている右支持アーム54が昇降させられる。
制御装置40は、入力装置70に入力された作業装置100の大きさに応じて鉛直位置変更機構80を制御して、障害物検出装置45の位置を移動させる。例えば、最低検出位置QLでは、障害物検出装置45による障害物の検出に邪魔になるような作業装置100であれば、制御装置40は、鉛直位置変更機構80Lを制御して、障害物検出装置45の位置を最低検出位置QLよりも上方(例えば最高検出位置QH)に移動させる。また、最高検出位置QHでは、障害物検出装置45による障害物の検出に邪魔になるような作業装置100であれば、制御装置40は、鉛直位置変更機構80Lを制御して、障害物検出装置45の位置を最高検出位置QHよりも下方(例えば最低検出位置QL)に移動させる。
なお、制御装置40は、鉛直位置変更機構80によって変更した障害物検出装置45の位置を運転席10の近傍に設けられた表示装置42(図3参照)に表示してもよい。
また、制御装置40は、鉛直位置変更機構80によって変更した障害物検出装置45の位置に応じて、当該障害物検出装置45による障害物の検出範囲を変更してもよい。つまり、制御装置40は、障害物検出装置45の検出位置Qの高さに応じて、例えば、最低検出位置QLであれば当該高さを基準に、最高検出位置QHであれば当該高さを基準に、障害物検出装置45による障害物の検出をする。
また、鉛直位置変更機構80L及び鉛直位置変更機構80Rは、それぞれの障害物検出装置45を同じ高さに変更してもよいし、異なった高さに変更してもよい。例えば、連結部60に取り付けられた作業装置100が左右非対称の形状である場合には、制御装置40は、鉛直位置変更機構80L及び鉛直位置変更機構80Rを制御し、左右の障害物検出装置45の一方を最高検出位置QHに移動させ、他方を最低検出位置QLに移動させる。
以上によれば、障害物検出装置45を、運転席10に着座した作業者の視界を浸食しにくく、広範囲にわたって検出することができる所定の位置である最低検出位置QLに配置することができる一方で、車体3の前方に作業装置100を取り付けたとしても、当該作業装置100が障害物の検出の邪魔にならない最高検出位置QHに配置することができる。即ち、障害物検出装置45を最低検出位置QLと最高検出位置QHとの間の任意の高さにおいて出来るだけ検出精度が良くなる位置に配置することができる。したがって、取り付けられた作業装置100が障害物の検出に支障をきたすことが回避される。
なお、自動走行を行うにあたり、制御装置40は、鉛直位置変更機構80L及び鉛直位置変更機構80Rによって障害物検出装置45を最低検出位置QLに移動したときは、当該最低検出位置QLを基準、すなわち車体3の高さ(ボンネット25の下端の高さ)を基準として障害物の検出をする。
一方、制御装置40は、鉛直位置変更機構80L及び鉛直位置変更機構80Rによって障害物検出装置45を最高検出位置QHに移動したときは、当該最高検出位置QHを基準、すなわち最低検出位置QLよりも車体3の上方に位置する高さ(本実施形態においては、ボンネット25の上端の高さ)を基準として障害物の検出をする。このように、取り付けられる作業装置100の形状に応じて、障害物の存在を当該障害物検出装置45によって検知しながら自動走行を行うことができる。
また、鉛直位置変更機構80L及び鉛直位置変更機構80Rは、障害物検出装置45は最低検出位置QLと最高検出位置QHとの間の任意の高さに変更可能に構成されているが、最低検出位置QLと最高検出位置QHとのいずれかを選択的に変更可能に構成されていてもよい。
また、上述した実施形態においては、位置変更機構の一例として鉛直位置変更機構80を説明したが、位置変更機構は、障害物検出装置45の位置を、少なくとも車体3の鉛直方向、又は水平方向に変更可能であればよく、車体3の幅方向又は前後方向に変更可能であってもよい。斯かる場合、位置変更機構は、例えば、作業装置100の幅方向の大きさが比較的小さいが、上下方向の大きさが比較的大きい場合に、障害物検出装置45を水平方向(幅方向又は前後方向)に移動させる。以下、位置変更機構が、障害物検出装置45の幅方向における位置を変更する水平位置変更機構180,280,380を含む場合について説明する。
なお、右側の障害物検出装置45の位置を変更する水平位置変更機構180,280,380を例に説明し、左側の障害物検出装置45の位置を変更する水平位置変更機構180,280,380は、右側の水平位置変更機構180,280,380と同様の構成を採用できるため説明を省略する。
また、位置変更機構は、少なくとも制御装置40によって制御されて、障害物検出装置45の位置を、少なくとも車体3の鉛直方向、又は水平方向に変更可能であればよく、制御装置40よって制御される鉛直位置変更機構80を含む場合、水平位置変更機構は、作業者が手動で操作する構成であってもよいし、制御装置40によって制御されて、自動で障害物検出装置45の位置を変更する構成であってもよい。まず、作業者が手動で障害物検出装置45の位置を変更する水平位置変更機構180について説明する。
図8は、水平位置変更機構180を示す図である。図9に示すように、障害物検出装置45を支持する右支持アーム54は、車体3の幅方向に複数の検出位置Qに位置変更可能な水平位置変更機構180Rから構成されている。
水平位置変更機構180Rは、内筒部181R(181)と、当該内筒部181Rに対して移動自在な外筒部182R(182)と、を有するテレスコピック機構である。内筒部181Rの基端部(固定端側)は、鉛直位置変更機構80Rの移動体83R(83)に連結されている。
外筒部182Rにはブラケット57が取り付けられ、それぞれにレーザスキャナ45Aが取り付けられている。外筒部182Rの一端側(自由端と反対側)には、内筒部181Rが挿入されていて、当該挿入の程度を調節することで右支持アーム54の長さを変更することが可能である。つまり、作業者は、内筒部181Rの挿入の程度を調節して、簡単に障害物検出装置45の位置が変更できる。なお、図9においては、ソナー45B及び当該ソナー45Bを外筒部182Rに取り付けるブラケット58の図示を省略している。
内筒部181Rには、長手方向(幅方向)に沿って所定の間隔で複数の貫通孔183R(183)が形成されている。外筒部182Rには、長手方向(幅方向)の所定位置に内筒部181Rに形成されたいずれかの貫通孔183Rと共にロックピン184R(184)が挿入可能な貫通孔185R(185)が形成されている。
内筒部181Rに形成された複数の貫通孔183Rのうち任意の貫通孔183Rと、外筒部182Rに形成された貫通孔185Rを位置合わせした状態でロックピン184Rを挿入することによって、内筒部181Rと外筒部182Rとの相対位置が固定される。作業者は、ロックピン184Rを挿入する貫通孔183Rを変更することにより、内筒部181Rと外筒部182Rとの相対位置が変更され、レーザスキャナ45A及びソナー45Bの幅方向の位置を変更することができる。
なお、上述した実施形態においては、内筒部181Rが移動体83Rに連結され、外筒部182Rにブラケット57が取り付けられている場合を例に説明したが、外筒部182Rが移動体83Rに連結され、内筒部181Rにブラケット57が取り付けられ、内筒部181Rと外筒部182Rとが逆に配置されていてもよい。
以上より、当該内筒部181R又は外筒部182Rに障害物検出装置45を直接的又は間接的に取り付けていれば、内筒部181Rと外筒部182Rとの相対位置を変更させるのに伴って、レーザスキャナ45A及びソナー45B、即ち障害物検出装置45を幅方向の任意の位置に移動させることができる。
つぎに、制御装置40によって制御され、障害物検出装置45の位置を自動で変更する水平位置変更機構280,380について説明する。
図10は、別実施形態に係る水平位置変更機構280を示す図である。図10に示す別実施形態においては、障害物検出装置45を支持する右支持アーム54は、車体3の幅方向における任意の検出位置Qに位置変更可能な水平位置変更機構280Rから構成されている。
水平位置変更機構280Rは、内筒部281R(280)と、当該内筒部281Rに対して移動自在な外筒部282R(282)と、を有するテレスコピック機構に加え、当該テレスコピック機構を伸縮させるシリンダ機構を備えている。内筒部281Rの基端部(固定端側)は、鉛直位置変更機構80Rの移動体83Rに連結されている。
シリンダ機構は、シリンダチューブ283R(283)と、シリンダチューブ283R内で移動可能なピストンと、当該ピストンに連結されシリンダチューブ283Rからの突出量が可変なロッド284R(284)と、を有している。
シリンダチューブ283Rは、ブラケット285R(285)を介して内筒部281Rに取り付けられ、ロッド284Rは、ブラケット286R(286)を介して外筒部282Rに取り付けられている。
ロッド284Rは、空気、油圧等の媒体によって、シリンダチューブ283Rからの突出量が変更可能である。制御装置40が制御弁を制御して、シリンダチューブ283Rに供給する媒体の流量及び圧力を制御する。このため、ロッド284Rの突出量が変更されることによって、内筒部281Rと外筒部282Rとの相対位置が変更される。これにより、右支持アーム54の長さが変更され、水平位置変更機構280Rは、レーザスキャナ45A及びソナー45B、即ち障害物検出装置45を幅方向における任意の位置に移動させることができる。
図11は、別実施形態に係る水平位置変更機構380を示す図である。図11に示す別実施形態においては、障害物検出装置45を支持する右支持アーム54は、車体3の幅方向における任意の検出位置Qに位置変更可能な水平位置変更機構380Rから構成されている。
水平位置変更機構380Rは、内筒部381R(380)と、当該内筒部381Rに対して移動自在な外筒部382R(382)と、を有するテレスコピック機構に加え、当該テレスコピック機構を伸縮させる送りねじ機構を備えている。内筒部381Rの基端部(固定端側)は、鉛直位置変更機構80Rの移動体83Rに連結されている。
送りねじ機構は、送りねじ383R(383)と、移動体384R(384)と、電動アクチュエータ385R(385)と、を有している。送りねじ383Rは、内筒部381R及び外筒部382Rに沿って配置され、両端部が軸受386R(386)、軸受387R(387)により回転自在に支持されている。軸受386Rは、内筒部381Rに取り付けられ、軸受387Rは、外筒部382Rに取り付けられている。
移動体384Rは、送りねじ383Rに螺合されており、外筒部382Rに取り付けられている。電動アクチュエータ385Rは、内筒部381Rに固定されており、送りねじ383Rを回転させる。電動アクチュエータ385Rは、制御装置40によって制御され、送りねじ383Rを正転又は逆転させることにより、内筒部381Rと外筒部382Rとの相対位置を変更する。これにより、水平位置変更機構380Rは、右支持アーム54の長さを変更して、レーザスキャナ45A及びソナー45B、即ち障害物検出装置45を幅方向における任意の位置に移動させることができる。
以上のように、水平位置変更機構180、水平位置変更機構280及び水平位置変更機構380は、障害物検出装置45を、障害物を検出可能な複数の検出位置Qに位置変更する。これによれば、変更した検出位置Qにおいて、障害物検出装置45により障害物を検出することができる。すなわち、図1に示した側方エリアA20及び前輪7Fの前方エリアA21の幅方向の任意の位置において、つまり、様々な状況に合わせて、作業機1の仕様、取り付けられる作業装置100、作業内容に応じて、検出エリアを変更することで、より精度よく障害物の検出を行うことができる。
なお、鉛直位置変更機構80、水平位置変更機構180、水平位置変更機構280及び水平位置変更機構380のいずれを採用するかは、その配置を鉛直方向にするか水平方向にするかによって適宜選択することができる。つまり、作業機1の位置変更機構が、制御装置40によって制御される水平位置変更機構280,380を含む場合、鉛直位置変更機構80は、作業者が手動でロックピン等を操作して、位置変更する構成であってもよい。
また、上述した実施形態において、制御装置40は、入力装置70に入力された情報に基づいて、鉛直位置変更機構80を制御する場合を例に説明したが、鉛直方向における複数の検出位置Qが記憶部に登録されていて、作業者が車体3の前部に取り付けられた作業装置100に応じて、当該登録された複数の検出位置Qのうち所定の検出位置Qを選択できるようにしてもよい。例えば、左側及び右側に障害物検出装置45が配置されている場合、図12Aに示すように、制御装置40及び表示装置42のいずれかには、左側及び右側のそれぞれの検出位置Qが登録されている。なお、図12Aにおいて、H1、H2、H3・・・は、説明の便宜上、検出位置Qを記号で示しており、記号が異なる場合は、検出位置Qが異なることを意味している。
図12Bに示すように、表示装置42には登録された検出位置Qの一覧表が表示され、作業者は、表示装置42を操作することによって、複数の検出位置Qを農作業、作業機1、或いは、作業装置100に応じて選択する。制御装置40は、表示装置42等によって選択された検出位置Qに基づいて、鉛直位置変更機構80を制御して、障害物検出装置45を選択された検出位置Qに移動させる。
なお、鉛直位置変更機構80は、作業機1に装着した作業装置100の幅に応じて、自動的に検出位置Qを変更してもよい。作業機1は、水平方向における複数の検出位置Qが登録されていて、登録された複数の検出位置Qのうち、所定の検出位置Qを選択できるようにしてもよい。例えば、左側及び右側に障害物検出装置45が配置されている場合、図13Aに示すように、制御装置40及び表示装置42のいずれかには、左側及び右側のそれぞれの検出位置Qが登録されている。なお、図13Aにおいて、J1、J2・・・は、説明の便宜上、検出位置Qを記号で示しており、記号が異なる場合は、検出位置Qが異なることを意味している。
図13Bに示すように、表示装置42には登録された検出位置Qの一覧表が表示され、作業者は、表示装置42を操作することによって、複数の検出位置Qを農作業、作業機1、或いは、作業装置100に応じて選択する。制御装置40は、表示装置42等によって選択された検出位置Qに基づいて、水平位置変更機構280,380を制御して、障害物検出装置45を選択された検出位置Qに移動させる。
なお、図12A~図13Bを用いて、選択された検出位置Qに基づいて、制御装置40が位置変更機構を制御し、障害物検出装置45を検出位置Qに移動させる場合を例に説明したが、入力装置70によって入力された作業装置100の大きさ等の情報に基づいて、選択可能な検出位置Qを制限するような構成を採用してもよい。斯かる場合、例えば、表示装置42は、検出位置Qの一覧表において、作業装置100の大きさからすると、障害物検出装置45の検出範囲内に作業装置100が位置する虞のある検出位置Qをグレーアウトして表示し、当該検出位置Qを選択不能にする。
また、鉛直位置変更機構80、水平位置変更機構180、水平位置変更機構280及び水平位置変更機構380は、ボンネット25の側方又は前輪7Fに設けた障害物検出装置45以外に設けた他の障害物検出装置45にも適用が可能である。また、ボンネット25の側方又は前輪7Fに障害物検出装置45が設けられていないトラクタにも適用が可能である。
また、鉛直位置変更機構80、水平位置変更機構180、水平位置変更機構280及び水平位置変更機構380に加えて、又は変えて、前後方向における水平位置変更機構を備えてもよい。当該水平位置変更機構は、鉛直位置変更機構80、水平位置変更機構180、水平位置変更機構280及び水平位置変更機構380のような構成を採用することができる。制御装置40は、入力装置70が入力を受け付けた作業装置100の大きさに基づき、作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、水平位置変更機構280及び水平位置変更機構380を制御するように構成されていてもよい。
本発明の好適な実施形態は、以下の項目に記載の作業機1を提供する。
(項目1)
車体3と、前記車体3の前部に取り付けられる作業装置100と、前記車体3の前方の障害物を検出可能な障害物検出装置45と、前記障害物検出装置45の前記車体3における位置を変更可能な位置変更機構80,280,380と、前記作業装置100に応じて前記位置変更機構80,280,380を制御する制御装置40と、を備えている作業機1。
車体3と、前記車体3の前部に取り付けられる作業装置100と、前記車体3の前方の障害物を検出可能な障害物検出装置45と、前記障害物検出装置45の前記車体3における位置を変更可能な位置変更機構80,280,380と、前記作業装置100に応じて前記位置変更機構80,280,380を制御する制御装置40と、を備えている作業機1。
この項目1の作業機1によれば、制御装置40は、取り付けられた作業装置100に応じて位置変更機構80,280,380を制御して、障害物検出装置45による障害物の検出の妨げにならないように車体3における位置を変更するため、取り付けられた作業装置100が障害物の検出に支障をきたすことが回避される。
(項目2)
前記位置変更機構80,280,380は、前記障害物検出装置45の位置を、少なくとも前記車体3の鉛直方向、又は水平方向に、変更可能である項目1に記載の作業機1。
前記位置変更機構80,280,380は、前記障害物検出装置45の位置を、少なくとも前記車体3の鉛直方向、又は水平方向に、変更可能である項目1に記載の作業機1。
この項目2の作業機1によれば、位置変更機構80,280,380は、障害物検出装置45の位置を、少なくとも車体3の高さ方向、幅方向、前後方向に、変更可能であるため、取り付けられる作業装置100の種類及び/又は形状に応じて、自由度高く適切な位置へと変更することができる。
(項目3)
前記位置変更機構80,280,380は、前記障害物検出装置45の位置を、前記車体3より前方において、変更可能である項目2に記載の作業機1。
前記位置変更機構80,280,380は、前記障害物検出装置45の位置を、前記車体3より前方において、変更可能である項目2に記載の作業機1。
この項目3の作業機1によれば、位置変更機構80,280,380は、障害物検出装置45の位置を、車体3の前方において障害物を検出しやすい位置に、変更可能である。
(項目4)
前記制御装置40は、前記車体3の前部に取り付けられる前記作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構80,280,380を制御する項目1~3のいずれか1つに記載の作業機1。
前記制御装置40は、前記車体3の前部に取り付けられる前記作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構80,280,380を制御する項目1~3のいずれか1つに記載の作業機1。
この項目4の作業機1によれば、制御装置40は、作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、位置変更機構80,280,380を制御し、例えば予め定められた位置に作業装置100を移動させることができる。
(項目5)
前記車体3の前部に取り付けられる前記作業装置100の大きさの入力を受け付ける入力装置70を備え、前記制御装置40は、前記入力装置70が入力を受け付けた前記作業装置100の大きさに基づき、前記作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構80,280,380を制御する項目4に記載の作業機1。
前記車体3の前部に取り付けられる前記作業装置100の大きさの入力を受け付ける入力装置70を備え、前記制御装置40は、前記入力装置70が入力を受け付けた前記作業装置100の大きさに基づき、前記作業装置100の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構80,280,380を制御する項目4に記載の作業機1。
この項目5の作業機1によれば、入力装置70に当該作業装置100の大きさを入力することにより、制御装置40は、作業装置100が障害物の検出の妨げとならないように障害物検出装置45を適切な位置へと変更することができる。
(項目6)
前記制御装置40は、前記車体3の前部に取り付けられる前記作業装置100の種類及び/又は機種の装置情報を取得する取得部を有し、当該取得部が取得した前記装置情報に基づいて、前記位置変更機構80,280,380を制御する項目4に記載の作業機1。
前記制御装置40は、前記車体3の前部に取り付けられる前記作業装置100の種類及び/又は機種の装置情報を取得する取得部を有し、当該取得部が取得した前記装置情報に基づいて、前記位置変更機構80,280,380を制御する項目4に記載の作業機1。
この項目6の作業機1によれば、取得部が作業装置100の種類及び/又は機種の装置情報を取得することにより、制御装置40は、作業装置100が障害物の検出の妨げとならないように障害物検出装置45を適切な位置へと変更することができる。
(項目7)
前記制御装置40は、前記位置変更機構80,280,380によって変更された前記障害物検出装置45の位置に応じて、当該障害物検出装置45による障害物の検出範囲を、変更する項目4に記載の作業機1。
前記制御装置40は、前記位置変更機構80,280,380によって変更された前記障害物検出装置45の位置に応じて、当該障害物検出装置45による障害物の検出範囲を、変更する項目4に記載の作業機1。
この項目7の作業機1によれば、制御装置40は、位置変更機構80,180によって変更された障害物検出装置45の位置に応じて、当該障害物検出装置45による障害物の検出範囲を自動的に変更することができる。
(項目8)
前記位置変更機構80,380は、送りねじ81,383と、前記送りねじ81,383を回転させる電動アクチュエータ82,385と、前記送りねじ81,383に螺合された移動体83,384と、を有する送りねじ機構である項目1~7のいずれか1つに記載の作業機1。
前記位置変更機構80,380は、送りねじ81,383と、前記送りねじ81,383を回転させる電動アクチュエータ82,385と、前記送りねじ81,383に螺合された移動体83,384と、を有する送りねじ機構である項目1~7のいずれか1つに記載の作業機1。
この項目8の作業機1によれば、移動体83,384は送りねじ81,383の回転に伴って移動するのであるが、当該移動体83,384に障害物検出装置45を直接的又は間接的に取り付けていれば、移動体83,384の移動に伴って障害物検出装置45を移動させることができる。
(項目9)
前記位置変更機構280,380は、内筒部281,381と、前記内筒部281,381に対して移動自在な外筒部282,382と、を有するテレスコピック機構である項目1~8のいずれか1つに記載の作業機1。
前記位置変更機構280,380は、内筒部281,381と、前記内筒部281,381に対して移動自在な外筒部282,382と、を有するテレスコピック機構である項目1~8のいずれか1つに記載の作業機1。
この項目9の作業機1によれば、当該内筒部281,381又は外筒部282,382に障害物検出装置45を直接的又は間接的に取り付けていれば、内筒部281,381と外筒部282,382との相対位置を変更させるのに伴って障害物検出装置45を移動させることができる。
(項目10)
前記位置変更機構280は、シリンダチューブ283と、前記シリンダチューブ283内で移動可能なピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダチューブ283からの突出量が可変なロッド284と、を有するシリンダ機構である項目1~9のいずれか1つに記載の作業機1。
前記位置変更機構280は、シリンダチューブ283と、前記シリンダチューブ283内で移動可能なピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダチューブ283からの突出量が可変なロッド284と、を有するシリンダ機構である項目1~9のいずれか1つに記載の作業機1。
この項目10の作業機1によれば、当該シリンダチューブ283又はロッド284に障害物検出装置45を直接的又は間接的に取り付けていれば、シリンダチューブ283からのロッド284の突出量を変更するのに伴って障害物検出装置45を移動させることができる。
(項目11)
前記制御装置40は、前記障害物検出装置45における障害物の検出結果に基づいて、前記車体3の自動走行を制御する項目1~10のいずれか1つに記載の作業機1。
前記制御装置40は、前記障害物検出装置45における障害物の検出結果に基づいて、前記車体3の自動走行を制御する項目1~10のいずれか1つに記載の作業機1。
この項目11の作業機1によれば、制御装置40は、作業装置100が取り付けられているか否かに関わらず、障害物検出装置45によって精度よく障害物を検出することができ、当該検出結果に基づいて車体3の自動走行を制御することができる。
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 :作業機(トラクタ)
3 :車体
40 :制御装置
45 :障害物検出装置
70 :入力装置
80 :位置変更機構
81 :送りねじ
82 :電動アクチュエータ
83 :移動体
100 :作業装置
180 :位置変更機構
280 :位置変更機構
281 :内筒部
282 :外筒部
283 :シリンダチューブ
284 :ロッド
380 :位置変更機構
381 :内筒部
382 :外筒部
383 :送りねじ
384 :移動体
385 :電動アクチュエータ
3 :車体
40 :制御装置
45 :障害物検出装置
70 :入力装置
80 :位置変更機構
81 :送りねじ
82 :電動アクチュエータ
83 :移動体
100 :作業装置
180 :位置変更機構
280 :位置変更機構
281 :内筒部
282 :外筒部
283 :シリンダチューブ
284 :ロッド
380 :位置変更機構
381 :内筒部
382 :外筒部
383 :送りねじ
384 :移動体
385 :電動アクチュエータ
Claims (11)
- 車体と、
前記車体の前部に取り付けられる作業装置と、
前記車体の前方の障害物を検出可能な障害物検出装置と、
前記障害物検出装置の前記車体における位置を変更可能な位置変更機構と、
前記作業装置に応じて前記位置変更機構を制御する制御装置と、
を備えている作業機。 - 前記位置変更機構は、前記障害物検出装置の位置を、少なくとも前記車体の鉛直方向、又は水平方向に、変更可能である請求項1に記載の作業機。
- 前記位置変更機構は、前記障害物検出装置の位置を、前記車体より前方において、変更可能である請求項2に記載の作業機。
- 前記制御装置は、前記車体の前部に取り付けられる前記作業装置の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構を制御する請求項1に記載の作業機。
- 前記車体の前部に取り付けられる前記作業装置の大きさの入力を受け付ける入力装置を備え、
前記制御装置は、前記入力装置が入力を受け付けた前記作業装置の大きさに基づき、前記作業装置の種類及び/又は機種に応じて、前記位置変更機構を制御する請求項4に記載の作業機。 - 前記制御装置は、前記車体の前部に取り付けられる前記作業装置の種類及び/又は機種の装置情報を取得する取得部を有し、当該取得部が取得した前記装置情報に基づいて、前記位置変更機構を制御する請求項4に記載の作業機。
- 前記制御装置は、前記位置変更機構によって変更された前記障害物検出装置の位置に応じて、当該障害物検出装置による障害物の検出範囲を、変更する請求項4に記載の作業機。
- 前記位置変更機構は、送りねじと、前記送りねじを回転させる電動アクチュエータと、前記送りねじに螺合された移動体と、を有する送りねじ機構である請求項1に記載の作業機。
- 前記位置変更機構は、内筒部と、前記内筒部に対して移動自在な外筒部と、を有するテレスコピック機構である請求項1に記載の作業機。
- 前記位置変更機構は、シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内で移動可能なピストンと、前記ピストンに連結され前記シリンダチューブからの突出量が可変なロッドと、を有するシリンダ機構である請求項1に記載の作業機。
- 前記制御装置は、前記障害物検出装置における障害物の検出結果に基づいて、前記車体の自動走行を制御する請求項1~10のいずれか1項に記載の作業機。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023105180 | 2023-06-27 | ||
| JP2023-105180 | 2023-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025005174A1 true WO2025005174A1 (ja) | 2025-01-02 |
Family
ID=93939107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/023306 Ceased WO2025005174A1 (ja) | 2023-06-27 | 2024-06-27 | 作業機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025005174A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06141614A (ja) * | 1990-12-11 | 1994-05-24 | Iseki & Co Ltd | 無人走行芝刈機 |
| JPH11220902A (ja) * | 1998-02-06 | 1999-08-17 | Fuji Heavy Ind Ltd | 無人走行作業車の障害物検知用センサ支持構造 |
| JP2012188862A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Yanmar Co Ltd | 作業車両 |
| JP2020129996A (ja) * | 2019-02-14 | 2020-08-31 | 株式会社クボタ | 農業機械 |
-
2024
- 2024-06-27 WO PCT/JP2024/023306 patent/WO2025005174A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06141614A (ja) * | 1990-12-11 | 1994-05-24 | Iseki & Co Ltd | 無人走行芝刈機 |
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