| 【発明の名称】 |
オフセット作業機及び制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】池田 幸治
【氏名】頭司 宏明
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| 【要約】 |
【課題】走行機体の進行に沿ったオフセット位置で圃場隅部までの連続的な前進作業を可能にする。
【解決手段】畦塗機100は、走行機体のオフセット位置で作業可能な作業部120と、この方向と位置の基準値を設定する記憶部と、作業部の方向及び位置を検出する角度センサ150及び位置センサ151と、作業部の方向及び位置を調整する方向シリンダ141及びオフセットシリンダ140と、これらのシリンダの駆動を制御する制御手段160を備える。制御手段160は、作業部の位置と方向を所定状態に維持して走行機体の走行に沿って作業部が作業する通常作業モード、予め設定された作業部の方向と位置を基準値とし、走行機体の走行方向の変化に伴う作業部の位置と方向の変化を調整して直線状作業を維持する自動直進作業制御モード、このモード終了時の位置を起点とし、圃場隅部に残存する未作業部分を直線状又は円弧状に作業する自動隅部作業制御モードを有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体に装着され、該走行機体に対して側方位置を作業可能な作業部を備えるオフセット作業機であって、
前記作業部の作業方向および作業位置の基準値を設定する基準値設定手段と、
前記作業部の作業方向を検出する作業方向検出手段と、
前記作業部の作業位置を検出する作業位置検出手段と、
前記作業部の作業方向を調整するための作業方向調整機構と
前記作業部の作業位置を調整するための作業位置調整機構と、
前記作業位置調整機構および前記作業方向調整機構とを駆動制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段が、
作業位置および作業方向を所定の状態に維持して、前記走行機体の走行に沿って前記作業部が作業する通常作業モード、予め設定された作業方向および作業位置を基準値とし、前記走行機体の走行方向の変化に伴う作業位置および作業方向の変化を調整することにより、所定の直線状作業を維持する自動直進作業制御モード、前記自動直進作業制御モード終了時の作業位置を起点とし、圃場隅部に残存する未作業部分を直線状または円弧状に作業する自動隅部作業制御モード、
を有することを特徴とするオフセット作業機。
【請求項２】
前記通常作業モードにおいては、前記作業位置調整機構および前記作業方向調整機構を所定状態に維持するように作業することを特徴とする請求項１記載のオフセット作業機。
【請求項３】
前記自動直進作業制御モードにおいては、前記作業位置調整機構および前記作業方向調整機構の双方を調整駆動制御することを特徴とする請求項１または２記載のオフセット作業機。
【請求項４】
前記自動直進作業制御モードにおける作業方向及び作業位置の基準値は、前記通常作業モードにおいて前記作業方向検出手段及び前記作業位置検出手段によって検出される検出値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオフセット作業機。
【請求項５】
前記自動隅部作業制御モードにおいては、前記作業位置調整機構のみを調整駆動して隅部を略直線状に作業することを特徴とする請求項１乃至４記載のオフセット作業機。
【請求項６】
前記自動隅部作業制御モードにおいては、前記作業位置調整機構を調整駆動するとともに前記作業方向調整機構も調整駆動して、隅部を略円弧状に作業することを特徴とする請求項１乃至５記載のオフセット作業機。
【請求項７】
前記制御手段は、ブザー等の告知手段を備えており、該告知手段におけるブザーの音色等の告知信号を制御モードに応じて変化することを特徴とする請求項１乃至請求項６記載のオフセット作業機。
【請求項８】
前記制御手段において、前記通常作業モードから前記自動直進作業制御モードへの移行、または前記自動直進作業制御モードから前記自動隅部作業制御モードへの移行は、動作選択スイッチにより切り替えることを特徴とする請求項１乃至請求項７記載のオフセット作業機。
【請求項９】
前記動作選択スイッチの切り替えを自動的に行うことを特徴とする請求項８記載のオフセット作業機。
【請求項１０】
走行機体に装着され、該走行機体に対して側方位置を作業可能な作業部を備え、該作業部の作業位置を調整するための作業位置調整機構と、前記作業部の作業方向を調整するための作業方向調整機構とを有するオフセット作業機の制御方法であって、
前記走行機体の直進走行に対して前記作業位置調整機構と前記作業方向調整機構を所定状態に維持する通常作業モードと、前記走行機体の旋回に対して前記作業位置調整機構と前記作業方向調整機構を調整駆動する自動直進作業制御モードと、前記走行機体の走行停止に対して前記作業位置調整機構のみ調整駆動する若しくは前記作業位置調整機構を調整駆動するとともに前記作業方向調整機構を調整する自動隅部作業制御モードとを有し、
前記自動直進作業制御モードでは、設定された作業方向の基準値と検出された作業方向の検出値との比較に応じて前記作業方向調整機構を調整駆動し、設定された作業位置の基準値と検出された作業位置の検出値との比較に応じて前記作業位置調整機構を調整駆動し、
前記自動隅部作業制御モードでは、オフセット角度が所定量変化するように前記作業位置調整機構を調整駆動することを特徴とするオフセット作業機の制御方法。
【請求項１１】
前記通常作業モードでは、前記作業部の作業方向を検出し、該作業方向の検出値に基づいて作業方向の基準値を設定すると共に、前記作業部の作業位置を検出し、該作業位置の検出値に基づいて作業位置の基準値を設定することを特徴とする請求項１０記載のオフセット作業機の制御方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行機体に装着される作業機であって、走行機体の走行位置に対して側方の位置を作業可能なオフセット作業機及び制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラクタ等の走行機体に装着され、走行機体の進行方向に沿って圃場における各種の連続直進作業を行う作業機は、農業又は土木用機械としては一般的なものであり、作業の種類に応じた各種の作業機がある。このような作業機の中で、作業の特殊性から、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業させるオフセット作業機が、畦塗機、溝形成機、草刈り機等として知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特に、畦塗機は、広い圃場の外縁に亘って畦を成形するものであって、多大な時間と労力を要する畦塗作業の機械化を達成したものとして近年注目されている。畦塗機の基本構成は、走行機体の後部に装着され、走行機体からの動力が入力される入力軸を備える装着部と、入力軸からの動力を伝達する動力伝達機構を備えると共に、オフセット位置での機体支持を行う連結部と、伝達された動力によって畦塗作業を行う作業部とを備え、この作業部は、旧畦の一部を切り崩して土盛りを行う前処理部と盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部とからなっている（特許文献１参照）。
【０００４】
このようなオフセット作業機は、走行機体の進行に沿ってオフセット位置での直進作業を行うものであるが、矩形の圃場において圃場の辺に沿った直進作業を行う場合に、走行機体の先端部分が圃場の端に到達した時点でその後の直進作業を行うことができなくなるという共通の問題がある。
【０００５】
特に、矩形圃場の外縁に沿って直線的な畦塗作業を行う畦塗機においては、走行機体の先端が圃場端部に達した時点でそこから先の畦塗作業を行うことができなくなるので、矩形圃場の隅部に必ず未作業部分が残ってしまうという間題が生じる。この問題を解決するために、作業部を通常作業時とは反対側のオフセット位置に移動させると共に、その前後関係を反転（反転リバース）させ、隅部の未作業部分に対して走行機体を後進させながら作業を行う、反転リバース機構を備えた畦塗機が開発されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８９０３号公報
【特許文献２】実開昭５７−２２５５７号公報
【特許文献３】実用新案登録第２５３７５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような解決策によると、作業部を反転リバースさせるための複雑な機構を装備しなければならず、また、残りの未作業部分に対して走行機体を後進させて作業することになるので、作業の熟練性が要求され、特に走行性の悪い湿田等においては後進作業が非常に困難な状況になり、作業性の面で問題がある。
【０００８】
更には、このような反転リバースによる作業では、走行機体を停止させてオフセット作業機の作業部を反転リバースさせ、走行機体の進行方向を変えて作業位置を調整した後に作業を再始動させることになるので、連続作業を一旦中止せざるを得ず、作業能率が著しく低下するという間題が生じる。
【０００９】
本発明は、このような間題に対処するために提案されたものであっで、走行機体に装着され、走行機体の進行に沿ってオフセット位置で作業を行うオフセット作業機において、圃場の隅部までの連続的な前進作業を可能にすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、以下に示す独立請求項の構成を
少なくとも具備している。
【００１１】
［請求項１］走行機体に装着され、該走行機体に対して側方位置を作業可能な作業部を備えるオフセット作業機であって、作業部の作業方向および作業位置の基準値を設定する基準値設定手段と、作業部の作業方向を検出する作業方向検出手段と、作業部の作業位置を検出する作業位置検出手段と、作業部の作業方向を調整するための作業方向調整機構と、作業部の作業位置を調整するための作業位置調整機構と、作業位置調整機構および作業方向調整機構とを駆動制御する制御手段とを備え、制御手段が、作業位置および作業方向を所定の状態に維持して、走行機体の走行に沿って作業部を作業する通常作業モード、予め設定された作業方向および作業位置を基準値とし、走行機体の走行方向の変化に伴う作業位置および作業方向の変化を調整することにより、所定の直線状作業を維持する自動直進作業制御モード、自動直進作業制御モード終了時の作業位置を起点とし、圃場隅部に残存する未作業部分を直線状または円弧状（Ｒ状）に作業する自動隅部作業制御モード、を有することを特徴とするオフセット作業機。
【００１２】
前記本発明において、制御手段は、以下のような作業を行うことが出来るように構成することが好ましい。通常作業モードでは、作業位置調整機構および作業方向調整機構を所定状態に維持し、走行機体の進行方向に沿って略直線状に作業する。自動直進作業制御モードでは、作業位置調整機構および作業方向調整機構の双方を調整駆動し、通常作業モードに引き続いて略直線状に作業する。自動隅部作業制御モードでは、自動直進作業制御モードに引き続いて、作業位置調整機構のみを調整駆動して隅部を略直線状に作業する、若しくは、作業位置調整機構を調整駆動するとともに作業方向調整機構も調整駆動して、隅部を略円弧状（Ｒ状）に作業する。
【００１３】
［請求項１０］走行機体に装着され、該走行機体に対して側方位置を作業可能な作業部を備え、該作業部の作業位置を調整するための作業位置調整機構と、作業部の作業方向を調整するための作業方向調整機構とを有するオフセット作業機の制御方法であって、走行機体の直進走行に対して作業位置調整機構と作業方向調整機構を所定状態に維持する通常作業モードと、走行機体の旋回に対して作業位置調整機構と作業方向調整機構を調整駆動する自動直進作業制御モードと、走行機体の走行停止に対して作業位置調整機構のみ調整駆動する若しくは作業位置調整機構を調整駆動するとともに作業方向調整機構を調整する自動隅部作業制御モードとを有し、前記自動直進作業制御モードでは、設定された作業方向の基準値と検出された作業方向の検出値との比較に応じて作業方向調整機構を調整駆動し、設定された作業位置の基準値と検出された作業位置の検出値との比較に応じて作業位置調整機構を調整駆動し、前記自動隅部作業制御モードでは、オフセット角度が所定量変化するように作業位置調整機構を調整駆動することを特徴とするオフセット作業機の制御方法。
【発明の効果】
【００１４】
このような特徴を有する本発明は、走行機体の進行方向に沿って所定のオフセット位置でのみ作業を行う従来公知のオフセット作業機からは予測出来ない、圃場の隅部までの連続的な前進作業を可能にし、高い作業性と作業能率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係るオフセット作業機の制御装置は、走行機体に装着され、該走行機体に対して側方位置等を作業可能な作業部を備え、作業部の作業位置を調整するための作業位置調整機構と、作業部の作業方向を調整するための作業方向調整機構とを有する。また、作業位置調整機構と作業方向調整機構とを駆動制御する制御手段と、作業部の作業方向を検出する作業方向検出手段と作業部の作業位置を検出する作業位置検出手段とを備えている。
【００１６】
そして、制御手段は、設定された作業方向の基準値と作業方向検出手段によって検出された作業方向の検出値との比較に応じて作業方向調整機構を調整駆動することが可能であり、また、設定された作業位置の基準値と作業位置検出手段によって検出された作業位置の検出値との比較に応じて作業位置調整機構を調整駆動することが可能なように構成されている。
【００１７】
このようなオフセット作業機の制御装置によると、作業方向調整機構と作業位置調整機構とを調整駆動することで、走行機体の走行状況に拘わらず作業部に直線的な作業を行わせることができる。その際に、作業方向調整機構と作業位置調整機構とを調整駆動する制御手段は、作業方向調整機構に関しては、設定された作業方向の基準値と作業方向検出手段によって検出された作業方向の検出値との比較に応じた制御を行い、作業位置調整機構に関しては、設定された作業位置の基準値と作業位置検出手段によって検出された作業位置の検出値との比較に応じた制御を行うことにより、作業部の直進作業を維持する制御が可能になる。
【００１８】
また、本発明の実施形態におけるオフセット作業機の制御装置の他の特徴としては、制御手段は、作業位置調整機構と作業方向調整機構とを所定状態に維持する通常作業モードと、作業位置調整機構と作業方向調整機構とを調整駆動する自動直進作業制御モードと、作業位置調整機構のみ若しくは作業位置調整機構と作業方向調整機構とを調整する自動隅部作業制御モード、を選択設定可能であることを特徴とする。
【００１９】
これによると、通常作業モードでは、作業部の作業位置と作業方向を所定状態に維持して、走行機体の走行に沿って作業部を作業させることができ、自動直進作業制御モードでは、作業部の作業位置と作業方向を設定された基準値に合わせる制御を行うことで、走行機体の走行状況に拘わらず作業部を直線的に作業させることが可能になり、自動隅部作業制御モードでは、走行機体を走行停止状態にして作業位置調整機構のみ若しくは作業位置調整機構と作業機の姿勢を調整することにより、隅部作業端部を直線状もしくは円弧状（Ｒ状）に作業させることが可能になる。また、通常作業モード、自動直進作業制御モード、および自動隅部作業制御モードは、操作者の意志或いは走行機体の運転状況等による自動切り替えによって適時選択可能であるから、マニュアルによる作業位置，作業方向の設定や自動直進制御等を必要に応じて切り替えることが可能になる。
【００２０】
また、本発明の実施形態に係る他の特徴は、自動直進作業制御モードにおける作業方向及び作業位置の基準値は、通常作業モードにおいて作業方向検出手段及び作業位置検出手段によって検出される検出値に基づいて設定されることを特徴とする。
【００２１】
これによると、通常作業モードにおける実際の作業部の作業方向及び作業位置から自動直進作業制御モードの基準値が設定されるので、自動直進作業制御モードにおける初期設定が不要になると共に、通常作業モードから自動直進作業制御モードに移行するに際して、作業方向及び作業位置の連続性を確保することができる。
【００２２】
また、本発明の実施形態に係る他の特徴は、制御手段は、ブザー等の告知手段を備えており、告知手段におけるブザーの音色等の告知信号を制御モードに応じて変化することを特徴とする。
【００２３】
これによると、各制御モードに応じて作業状態を知らせるブザー音等を設定しておけば、作業者はブザー音等により作業することができ、確実で負担の少ない整畦作業ができる。
【００２４】
また、本発明の実施形態に係る他の特徴は、制御手段において、通常作業モードから自動直進作業制御モードへの移行、または自動直進作業制御モードから自動隅部作業制御モードへの移行は、動作選択スイッチにより切り替えることを特徴とする。
【００２５】
これによると、走行機体を次の畦に沿って所定のオフセット位置で直線走行できるような姿勢に付け直してから、手動で自動隅部作業制御スイッチをＯＮにして、自動隅部作業モードで作業をすることも可能である。
【００２６】
また、本発明の実施形態に係る他の特徴は、動作選択スイッチの切り替えを自動的に行うことを特徴とする。
【００２７】
これによると、動作選択スイッチの切り替えが自動的に行われることで、各作業モードへの移行がスムースで、連続的な整畦作業を行うことができる。
【００２８】
本発明の実施形態に係るオフセット作業機の制御方法は、走行機体に装着され、該走行機体に対して側方位置を作業可能な作業部を備え、該作業部の作業位置を調整するための作業位置調整機構と、作業部の作業方向を調整するための作業方向調整機構とを有するオフセット作業機の制御方法であって、走行機体の直進走行に対して作業位置調整機構と作業方向調整機構を所定状態に維持する通常作業モードと、走行機体の旋回に対して作業位置調整機構と作業方向調整機構を調整駆動する自動直進作業制御モードと、走行機体の走行停止に対して作業位置調整機構のみ調整駆動する若しくは作業位置調整機構を調整駆動するとともに作業方向調整機構を調整する自動隅部作業制御モードとを有することを特徴とする。そして、自動直進作業制御モードでは、設定された作業方向の基準値と検出された作業方向の検出値との比較に応じて作業方向調整機構を調整駆動し、設定された作業位置の基準値と検出された作業位置の検出値との比較に応じて作業位置調整機構を調整駆動し、自動隅部作業制御モードでは、オフセット角度が所定量変化するように作業位置調整機構を調整駆動することを特徴とする。
【００２９】
これによると、通常作業モードでは、走行機体を直進走行させながら作業部に直線的な作業を行わせることができ、自動直進作業制御モードでは、走行機体を旋回させながら作業部に直線的な作業を行わせることができ、自動隅部作業制御モードでは、走行機体を停止させた状態で作業部に略直線状もしくは円弧状（Ｒ状）の作業を行わせることができる。したがって、圃場の更に隅部まで、走行機体を反転することなく、連続的な作業を継続させることが可能になる。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係るオフセット作業機の制御方法による他の特徴は、通常作業モードでは、作業部の作業方向を検出し、該作業方向の検出値に基づいて作業方向の基準値を設定すると共に、作業部の作業位置を検出し、該作業位置の検出値に基づいて作業位置の基準値を設定することを特徴とする。
【００３１】
これによると、通常作業モードによって走行機体を直進させながら、作業方向及び作業位置の基準値を設定し、その後の自動直進作業制御モードで走行機体を旋回させながら、設定された作業方向と作業位置の基準値に沿って作業部を直線的に作業させることができる。これによって、圃場の隅部において通常作業モードから自動直進作業制御モードに切り替えて、走行機体を旋回させながら、作業部の直進作業を持続させることができる。また、通常作業モード時の作業方向と作業位置を維持した状態でその後の自動直進作業制御モードにおいて作業部を圃場の隅部まで直進させることができるので、通常作業モードから自動直進作業制御モードに移行する際の作業状態の連続性を確保することができる。
【実施例】
【００３２】
本発明の実施例を、オフセット作業機の一つである畦塗機を例にして説明する。図１は、本発明の実施例に係る畦塗機の全体構成を示した説明図である。畦塗機１００は、走行機体であるトラクタ（図示省略）の３点リンク機構に装着される装着部１１０、畦塗作業を行う作業部１２０、前述の装着部１１０と作業部１２０とを連結する連結部１３０とを基本構成として備えている。
【００３３】
装着部１１０は、ロアリンク連結部１１１Ａ，１１１Ｂとトップリンク連結部１１２を備えると共に、連結部１３０が装着される支持部材１１３を備えている。また、トラクタのＰＴＯ軸とユニバーサルジョイント等の伝動継手を介して接続される図示省路の入力軸を備えており、この入力軸に伝達された動力を連結部１３０の伝動機構に伝達するための伝動機構を支持部材１１３内に備えている。
【００３４】
連結部１３０は、一端側が装着部１１０の支持部材１１３に支持され、他端側に作業部１２０が取り付けられて、作業部１２０を図示省路した走行機体側方のオフセット位置で作業させるものであり、一端が装着部１１０側に軸支され、他端が作業部１２０側に軸支されたリンク部材１３１と、作業部１２０側に動力伝達する巻き掛け伝動手段を備えた伝動ケース１３２とを具備している。
【００３５】
伝動ケース１３２は伝動軸１３２Ａ，１３２Ｂを垂直に設置して、伝動軸１３２Ａの回りに伝動ケース１３２が回動可能に軸支され、伝動軸１３２Ｂの回りに作業部１２０が回動可能に軸支されている。そして、伝動ケース１３２とリンク部材１３１を平行に配備し、支持部材１２３とで平行リンク機構を形成して、連結部１３０のオフセット角度θ方向の揺動に対して作業部１２０の方向が変化しない機構にしている。本実施例においては、後述するオフセットシリンダ１４０及び方向シリンダ１４１の制御を容易化するために平行リンク機構を採用しているが、本発明の実施態様としては、オフセットシリンダ１４０と方向シリンダ１４１を独立して制御するように構成することも可能であり、このような平行リンク機構を形成しない実施態様の場合でも以下の説明と同様の制御が可能である。
【００３６】
作業部１２０は、旧畦の一部を切り崩して土盛り作業を行う前処理部１２１とこの前処理部１２１によって前方に盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付けて新しい畦を整畦する整畦部１２２とを備え、これらが図示省略の支持ケースに装着されており、伝動軸１３２Ｂに伝動された動力を前処理部１２１と整畦部１２２とに振り分ける伝動機構を備えている。
【００３７】
ここで、前処理部１２１はロータリ爪を駆動軸に装着したロータリ耕耘型の前処理機構を採用することができ、必要に応じて旧畦の天場（上面）を削り取る天場処理機構を付加したものであってもよい。また、整畦部１２２は、畦の上面を成形する円筒ドラム１２２Ａと畦の側面を成形する円錐傘状ドラム１２２Ｂからなる整畦ドラムを採用することができる。
【００３８】
このような基本構成を備えた畦塗機１００の制御装置としては、作業部１２０の作業位置を調整するための作業位置調整機構としてのオフセットシリンダ１４０と、作業部１２０の作業方向を調整するための作業方向調整機構としての方向シリンダ１４１が装備されている。
【００３９】
また、少なくとも、作業部１２０の作業方向を検出する作業方向検出手段としての角度センサ１５０が装備されている。この角度センサ１５０は、連結部１３０に対する相対的な作業部１２０の方向変化を検出するものではなく、作業部１２０単独の圃場面に対する作業方向の変化を検出することができるものであって、例えば、ジャイロセンサ等を採用することができる。本実施例では、角度センサ１５０は伝動ケース１３２内の伝動軸１３２Ｂの周囲に配備されている。
【００４０】
また、作業部１２０の作業位置を検出する作業位置検出手段としての位置センサ１５１が装備されている。この位置センサ１５１は、図示省路の支持ケースから取り付けアーム１５２を介して整畦ドラムの後方に配備されている。
【００４１】
そして、本発明の実施例に係る畦塗機の制御装置は、角度センサ１５０からの検出信号、位置センサ１５１からの検出信号に基づいて、オフセットシリンダ１４０と方向シリンダ１４１とを駆動制御する制御手段１６０を備えている。
【００４２】
図２は、本発明の実施例に係る畦塗機の制御装置の構成を示したブロック図である。この実施例では、制御手段１６０は、記憶部１６１と比較演算部１６３と信号出力部１６２とを主要部として備えている。記憶部１６１には、作業位置基準値Ｘｏ（１６１ａ）と作業方向基準値Ａｏ（１６１ｂ）と制御プログラム１６４とが記憶されており、比較演算部１６３には、比較手段１６３Ａ，１６３Ｂが形成されている。また、記憶部１６１と比較演算部１６３との間には設定信号切換機１６５が備えてあり、後述する制御モードに応じて記憶部１６１から比較演算部１６３に入力する信号を、制御装置に設けられた自動直進作業制御スイッチ１６６および自動隅部作業制御スイッチ１６７の操作に応じて切り替えることが可能になっている。信号出力部１６２には、作業位置調整出力部１６２Ａと作業方向調整出力部１６２Ｂが形成されている。
【００４３】
作業位置基準値Ｘｏと作業方向基準値Ａｏは、制御手段１６０が自動直進作業制御を実行するのに先立って予め設定されて記憶部１６１に記憶されるものである。そして、角度センサ１５０の検出信号と作業方向基準値Ａｏとが比較手段１６３Ａで比較され、その差を無くすように作業方向調整出力部１６２Ｂから方向シリンダ１４１を駆動制御する制御信号が出力される。また、位置センサ１５１の検出信号と作業位置基準値Ｘｏとが比較手段１６３Ｂで比較され、その差を無くすように作業位置調整出力部１６２Ａからオフセットシリンダ１４０を駆動制御する制御信号が出力される。
【００４４】
このような制御手段１６０では、自動直進作業制御スイッチ１６６のＯＮ操作によって自動直進作業制御モードの設定がなされると、図１における基準作業方向Ａｏと畦形成位置と作業部１２０との基準作業位置Ｘｏを維持するように、オフセットシリンダ１４０と方向シリンダ１４１の調整駆動がなされることになる。この際に、方向シリンダ１４１の制御は、設定された基準作業方向Ａｏからのずれを角度センサ１５０が検出し、そのずれを無くすように作業方向調整出力部１６２Ｂから制御信号が出される。また、オフセットシリンダ１４０の制御は、基準作業位置Ｘｏから作業部１２０の位置のずれを位置センサ１５１で検出して、このずれを無くして作業位置を一定に保つための制御信号を作業位置調整出力部１６２Ａから出力させる。
【００４５】
また、制御手段１６０では、自動隅部作業制御スイッチ１６７のＯＮ操作によって自動隅部作業制御モードの設定がなされると、設定信号切換機１６５により制御プログラム１６４の出力信号が比較演算部１６３への入力信号になるように切り替えられ、制御プログラム１６４に従って作業位置調整機構および作業方向調整機構を駆動制御する。ここで、前記制御プログラム１６４には、隅部を直線的に作業する場合の制御プログラムまたは隅部を円弧状に作業する場合の制御プログラムなど複数のプログラムが格納されており、適宜選択設定することが可能である。
【００４６】
図３，図４，図５は、本実施例の制御装置における制御フローを示した説明図であり、図３が通常作業モードにおける制御フロー、図４が自動直進作業制御モードにおける制御フロー、図５が自動隅部作業制御モードにおける制御フローを示している。図３に示すように、先ず、作業が開始されて（Ｓ１０）、制御装置の電源がＯＮになると（Ｓ１１）、角度センサ１５０及び位置センサ１５１が作動して検出が開始される（Ｓ１２Ａ，Ｓ１２Ｂ）。ここでは、オフセットシリンダ１４０と方向シリンダ１４１は所定状態に維持されており、走行機体を直進走行させながら、作業部１２０によって直線的な畦塗作業を進める。
【００４７】
この通常作業モードでは、角度センサ１５０及び位置センサ１５１の検出値が随時制御手段１６０の記憶部１６１に送られ、作業位置基準値Ｘｏ（１６１ａ）及び作業方向基準値Ａｏ（１６１ｂ）の設定がなされる（Ｓ１３）。この作業位置基準値Ｘｏ及び作業方向基準値Ａｏの設定は、随時送られてくる検出値から平均値を求めて基準値を算出するようにしても良いし、送られてくる検出値と記憶されている基準値とを置き換えて随時更新するようにしても良い。
【００４８】
この基準値設定（Ｓ１３）は、通常作業モードの作業終了（Ｓ１４，Ｓ１６）まで続けられ、その間に、自動直進作業制御スイッチ１６６がＯＮになると（Ｓ１５）、図４に示した自動直進作業制御モードに移行する（Ｓ２１）。
【００４９】
自動直進作業制御スイッチ１６６がＯＮになると（Ｓ２１）、図４に示すように、その時点で設定されている作業位置基準値Ｘｏ及び作業方向基準値Ａｏを自動直進作業制御モードの基準値に設定する（Ｓ２２）。この際の自動直進作業制御スイッチ１６６は、手動のスイッチによることもできるし、走行機体のステアリング動作等と連動させた自動スイッチや角度センサ１５０の検出値が許容値以上になった場合に作動する自動スイッチ等によることもできる。
【００５０】
自動直進作業制御モードに移行して、走行機体の旋回操作がなされると（Ｓ２３）、角度センサ１５０による方向検出と位置センサ１５１による位置検出がなされる（Ｓ２４Ａ，Ｓ２４Ｂ）。そして、前述したように制御手段１６０で、角度センサ１５０の検出値Ａｔと設定された作業方向基準値Ａｏとの比較がなされ、比較手段１６３Ａにおいて、制御偏差｜Ａｔ−Ａｏ｜が求められ（Ｓ２５Ａ）、それがゼロになるまで方向シリンダ１４１に作業方向調整出力部１６２Ｂから制御信号が送られて方向制御がなされる（Ｓ２６Ａ）。また、位置センサ１５１の検出値Ｘｔと設定された作業位置基準値Ｘｏとの比較がなされ、比較手段１６３Ｂにおいて、制御偏差｜Ｘｔ−Ｘｏ｜が求められ（Ｓ２５Ｂ）、それがゼロになるまでオフセットシリンダ１４０に作業方向調整出力部１６２Ａから制御信号が送られて作業位置制御がなされる（Ｓ２６Ｂ）。そして、自動直進作業制御スイッチ１６６がＯＦＦになったところで自動直進作業制御モードを終了し（Ｓ２７）、その後に自動直進作業を終了する（Ｓ２８）。
【００５１】
図６（ａ）は、前述した自動直進作業制御モード時のオフセット角度θの挙動を示した制御状態線図であり、図７，図８は、自動直進作業制御モードにおける走行機体旋回時の制御状態、並びに自動隅部作業制御状態を示した状態図である。
【００５２】
例えば、図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ）に示すように、畦塗機１００を３点リンク機構に装着した走行機体（トラクタ）Ｔｒが、圃場の隅部で不動の旋回中心Ｃｒの回りに旋回した場合には、図６（ａ）の曲線Ａで示した制御状態が得られる。図６（ａ）において、横軸は制御時間ｔ（ｓ）、縦軸はオフセット角度θ（ｄｅｇ）を示している。
【００５３】
ここで、図７（ａ）に示すように、通常作業モードにより走行機体Ｔｒを圃場の一辺Ｌ１に沿って直進走行させて直線的な畦塗作業を行い、走行機体Ｔｒの先端が隅部に到達して、ステアリング操作がなされて走行機体Ｔｒが旋回を始める直前に自動直進作業制御モードが開始される（ｔ＝０（ｓ））。
【００５４】
図６（ａ）に示したオフセット角度θの挙動の例では、オフセット角度θは、制御時間ｔ＝０におけるオフセット角度θを最大値θｍａｘとして、走行機体Ｔｒが旋回するに従い、制御時間ｔ1に至るまで（図７（ｂ）参照）曲線Ａに沿ってオフセット角度θは徐々に減少して、制御時間ｔ1で最小値θｍｉｎになる。そして、更に走行機体Ｔｒが旋回するに従い、所定の制御時間ｔ２になるまで（図７（ｃ）参照）は、オフセット角度θが徐々に増加することになり、制御時間ｔ２におけるオフセット角度θ１ｓtで自動直進作業制御モードが終了する。
【００５５】
次いで、図７（ｃ）に示す位置で自動隅部作業制御スイッチ１６７をＯＮにすると、予め選択・設定された制御プログラムに対応する所定の動作で、更に圃場の隅部まで作業部１２０が進行する。ここで、例えば、図６（ａ）の曲線Ｂに示すように、オフセット角度θを増大させれば、図８（ｄ）に示すように、更に圃場の隅部まで作業部１２０をほぼ直線状に進行させることができる。また、例えば図６（ｂ）に示すようなオフセット角度θの変化量に対応して作業部１２０の方向（ドラム角度α）も変化する制御プログラムを予め選択・設定しておけば、図８（ｅ）に示すように、作業部１２０をほぼ円弧状に進行させて圃場の隅部で辺Ｌ１と辺Ｌ２を繋ぐ整畦作業をすることができる。そして、作業部１２０が圃場隅端部に達したときに、自動隅部作業制御スイッチ１６７をＯＦＦすることにより、自動隅部作業制御モードを終了する。
【００５６】
なお、図６（ａ）に示すように各制御モードに応じて作業状態を知らせるブザー音を設定したり、ランプの点灯又は点滅を設定したり、ブザー音とともにランプの点灯等を同時に行うように設定したりすると、作業者はブザー音やランプ表示により作業することができ、確実で負担の少ない整畦作業ができる。
【００５７】
ここで、自動直進作業制御モードから自動隅部作業制御モードへの移行は、例えば、図８（ｆ）に示すように、走行機体Ｔｒを辺Ｌ２に沿って所定のオフセット位置で直線走行できるような姿勢に付け直してから、手動で自動隅部作業制御スイッチ１６７をＯＮにして、自動隅部作業モードで作業をすることも可能である。このように走行機体Ｔｒを付け直してから作業を行う方法は、例えば、隅部を円弧状に成形する場合には、辺Ｌ２に対する通常作業モードへの移行がスムースになるなどの利点がある。
【００５８】
前記実施例において、図６に示した曲線Ａは、走行機体Ｔｒの種類（旋回半径等）、車速、旋回開始時のオフセット角度θｍａｘの値等によって異なる曲線になる。また、図６の曲線Aおよび曲線Bで示される制御は連続的な制御であるが、本発明における制御は連続的制御に限定されるものではなく、むしろ段階的に変化をする間歇動作による制御を採用することが好ましい。すなわち、連続的な制御の場合は整畦作業時に作用する力の均衡が崩れた場合などには動作が不安定になり、良好な整畦作業を継続できなくなる虞があるが、間歇動作の場合にはバランスを回復して安定な動作を継続することができる。
【００５９】
このような実施例に係る畦塗機の制御装置によると、図７に示すように、辺Ｌ１と辺Ｌ２を有する圃場において、辺Ｌ１に沿って畦塗作業を行う際に、辺Ｌ２に近い若しくは辺Ｌ２に達する隅部まで、反転リバースすることなく、走行機体Ｔｒを前進及び旋回走行させることで連続的に作業を行うことができる。
【００６０】
すなわち、圃場の辺Ｌ１に沿って走行機体Ｔｒを走行させることができる状況では、前述した通常作業モード（図３）による作業を行い、オフセットシリンダ１４０と方向シリンダ１４１を所定状態に維持して辺Ｌ１に沿って走行機体Ｔｒを走行させて、直線状の畦塗作業を行う。そして、走行機体Ｔｒの先端が辺Ｌ２に近づいた段階で、自動直進作業制御モード（図４）の選択設定を行ない、次いで、走行機体Ｔｒを旋回操作させながら作業を行う。
【００６１】
自動直進作業制御モードでは、図７（ａ），図７（ｂ），図７（ｃ）に示すように走行機体Ｔｒが旋回する状態で、作業部１２０の作業方向は、設定された基準値Ａｏによる基準方向に常時保持され、また、作業部１２０の作業位置も設定された基準値Ｘｏに保持されることになる。そして、自動直進作業制御モードを終了した後に、自動隅部作業制御モード（図５）の選択設定を行う。
【００６２】
自動隅部作業制御モードでは、図８（ｄ），図８（ｅ），図８（ｆ）に示すように、走行機体Ｔｒを停止した状態で、オフセット角度を所定量変化させて更に隅部まで作業を進行する。
【００６３】
したがって、圃場の隅部においても辺Ｌ１に沿って作業部１２０による畦塗作業を連続的に進めることができ、従来のように作業部を反転リバースさせた後、後進作業によって隅部の作業を行う場合と比較して、大幅に作業時間を短縮させることが可能になる。また、作業者は、走行機体Ｔｒを隅部において旋回操作させるだけで良いから、特に熟練を要する複雑な操作はなく、簡易に圃場の隅部に対する畦塗作業を行うことができる。
【００６４】
なお、実際の旋回では、圃場の走行条件やステアリング操作の仕方等によって、旋回中に旋回中心が移動することが考えられる。このような旋回中心の移動に伴う作業位置の変位を位置センサ１５１で検出して、前述した制御偏差｜Xｔ−Xｏ｜の加算によって制御量の補正を行う。これによると、走行車輪の滑り等で旋回中心が移動した場合にも、自動直進作業制御モード移行時に設定された作業位置（基準値Ｘｏ）が旋回中にも常に維持されることになり、走行機体Ｔｒを旋回させながら作業部１２０の直進作業を継続させることが可能になる。
【００６５】
図９は、前述した位置センサ１５１の一例を示した説明図である。この位置センサ１５１は、回転軸の回転変位を検出するポテンショメータを内蔵しており、この回転軸にセンサロッド１５１Ａの一端が固定されている。センサロッド１５１Ａは長さを調整することで感度調整が可能な棒状部材であって、その先端に接触部１５１Ｂが形成され、この接触部１５１Ｂが新畦Ｓｎ（円筒ドラム１２２Ａと円錐傘状ドラム１２２Ｂからなる整畦ドラムによって形成された新たな畦）の側面に接するように付勢されて設置されている。そして、基準の位置に対して、図示のａ側にセンサロッド１５１Ａが振れると、基準に対して作業部１２０が進行方向左側に移動したことが検出され、図示のｂ側にセンサロッド１５１Ａが振れると、基準に対して作業部１５１が進行方向右側に移動したことが検出される。
【００６６】
なお、前述の実施例は畦塗機について説明したが、本発明はこれに限らず他のオフセット作業機（例えば溝掘機等）にも適用可能である。また、この際には、各センサは、前述したものに限定されるものではなく、各オフセット作業機の形態に適した形状・構造・機能を備えるものを採用すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例に係る畦塗機の制御装置の全体構成を示した説明図である。
【図２】本発明の実施例に係る畦塗機の制御装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施例の制御装置による通常作業モード時の制御フローを示した説明図である。
【図４】本実施例の制御装置による自動直進作業制御モード時の制御フローを示した説明図である。
【図５】本実施例の制御装置による自動隅部作業制御モード時の制御フローを示した説明図である。
【図６】自動直進作業制御モードにおける走行機体旋回時の制御状態、並びに自動隅部作業制御状態を示した状態図である。
【図７】自動直進作業制御モードにおける走行機体旋回時の制御状態、並びに自動隅部作業制御状態を示した状態図である。
【図８】自動隅部作業制御状態における作業部の制御状態を示した状態図である。
【図９】本発明の実施例における位置センサの説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００ 畦塗機（オフセット作業機）
１２０ 作業部
１４０ オフセットシリンダ（作業位置調整機構）
１４１ 方向シリンダ（作業方向調整機構）
１５０ 角度センサ（作業方向検出手段）
１５１ 位置センサ（作業位置検出手段）
１６０ 制御手段
１６１ 記憶部（基準値設定手段）
１６６ 自動直進作業制御スイッチ（動作選択スイッチ）
１６７ 自動隅部作業制御スイッチ（動作選択スイッチ）
Ｔｒ 走行機体
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００１０８３６
【氏名又は名称】小橋工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年４月５日（２００６．４．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１１００００３８３
【氏名又は名称】特許業務法人 エビス国際特許事務所
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| 【公開番号】 |
特開２００７−２７４９５３（Ｐ２００７−２７４９５３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−１０４４５０（Ｐ２００６−１０４４５０） |
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