作業車両のアーム型作業機

【課題】農用作業車両の複数箇所にロボットアームを装着可能に構成し、ロボットアームにより複数の作業を円滑に実行する。
【解決手段】縦軸（２２ｃ）回り及び横軸（２２ｄ）回りに回動自在な第一アーム（２３）と、この第一アーム（２３）の先端部に屈折自在に連結している第二アーム（２４）とでロボットアームを構成する。ベース部材（２２）に前記第一アーム（２３）を前記縦軸（２２ｃ）回りに回動自在に支持し、トラクタ（１）の機体前側部と左右側部にベース部材（２２）の取付部（２１ａ，２１ｂ）を設け、第二アーム（２４）の先端部に複数の補助作業装置（２６，…）を取り付け可能に構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロボットアームを作業車両に備え、多目的な用途に用いられるアーム型の作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、農用トラクタ等の作業車両に、多目的な用途に用いられる所謂ロボットアームを備えて各種作業の補助を行なう技術が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５-４０１２７号公報
【特許文献２】特開平１１−９００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の構成にあっては、アーム型の作業機は車体後部に定められていて、特定の作業に限定して備えるものであったのでコストも高いものになっていた。またこれらアーム型作業機を車両に装着するときには、同アームの姿勢が変化しても、車両の重量バランスを極力良好に保つ構成が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記問題点を解決するために、この発明は次のような技術的手段を講じた。
即ち、請求項１の発明は、縦軸（２２ｃ）及び横軸（２２ｄ）回りに回動自在な第一アーム（２３）と、該第一アーム（２３）の先端部に屈折自在に連結している第二アーム（２４）を有する作業車両のアーム型作業機において、車両の複数箇所に共通のベース部材（２２）に対する取付部（２１ａ，２１ｂ）を構成し、該ベース部材（２２）に前記第一アーム（２３）の縦軸（２２ｃ）を備えたことを特徴とする作業車両のアーム型作業機とする。
（請求項１の作用）
以上のように構成した作業車両では、作業に応じてベース部材（２２）の取付箇所を作業車両の機体前側部あるいは左右側部に変更し、作業を行う。
【０００５】
前記構成によると、ベース部材（２２）に対して第一アーム（２３）は縦軸（２２ｃ）回りに旋回すると共に横軸（２２ｄ）回りに上下回動し、第一アーム（２３）に対して第二アーム（２４）は上下屈折回動し、補助作業装置（２６，…）は移動操作されて補助作業を行なう。また、ベース部材（２２）の取付位置を作業車両の機体前側部あるいは左右側部に変更し、複数の補助作業装置（２６，…）により補助作業をすることができる。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ロボットアームを備えるベース部材（２２）の取付位置を作業車両の機体前側部あるいは左右側部に変更することにより、複数の補助作業装置（２６，…）を操作し円滑に補助作業をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を図面に基づいて説明する。
最初に作業車両となる農用トラクタ１の全体構成について説明する。
図１には農用トラクタの側面図、図２には正面図が図示されている。農用トラクタ１は、機体フレーム２の前部上方にエンジン３を搭載し、機体フレーム２の前部下方にはフロントアクスルケース４をセンターピポット回りに上下揺動自在に取り付け、フロントアクスルケース４の両端部にキングピンを介して左右前輪ケース５，５を操舵自在に取り付け、左右前輪ケース５，５に左右前輪６，６を取り付けている。エンジン３の後部にはクラッチハウジング７を介してミッションケース８を連結し、ミッションケース８には左右リヤーアクスルケース（図示省略）を介して左右後車軸（図示省略）を軸架し、左右後車軸の両端に左右後輪１１，１１を取り付けている。
【０００８】
エンジン３の外周部をボンネット１２で被覆し、ボンネット１２の後部上方にステアリングハンドル１６を配設し、ミッションケース８の上方には座席１７を設けている。また、ミッションケース８の後側上部には油圧ケース（図示省略）を配設し、油圧ケース（図示省略）の両側部にリフトアーム（図示省略）を上下回動自在に軸支し、油圧ケース（図示省略）に内装した昇降シリンダ（図示省略）によりリフトアーム（図示省略）を上下回動可能に構成し、後部作業機（図示省略）を昇降可能に連結している。また、機体フレーム２の前端部及び前側左右両側部を覆うようにフロントバンパ２１を取り付け、このフロントバンパ２１にはベース部材２２取付用の前面取付部２１ａ及び左右側面取付部２１ｂ，２１ｂを構成している。
【０００９】
次に、図３に基づき作業操作装置について説明する。
上記ベース部材２２は側面視Ｌ字型に屈折した上部取付部２２ａ及び下部連結部２２ｂにより構成されていて、下部連結部２２ｂをフロントバンパ２１の前面取付部２１ａ及び左右側面取付部２１ｂ，２１ｂに取り付けることができる。ベース部材２２の上部取付部２２ａにはブラケット２５を縦軸２２ｃ回りに回動自在に取り付け、ブラケット２５には第一アーム２３の基部を縦軸２２ｃに直交する横軸２２ｄ回りに回動可能に取り付けている。第一アーム２３の先端部に横軸２３ａ回りに屈折自在回動に第二アーム２４を取り付け、この第二アーム２４の先端部には給水用ポンプ等の補助作業装置２６，…を取り付け可能に構成している。
【００１０】
また、ベース部材２２に対してモータ３１によりブラケット２５を縦軸２２ｃ回りに回動可能に構成している。また、第一アーム２３と同じ長さに構成されて平行リンクを形成する第一リンク３４の基端部をブラケット２５にピン連結し、第一アーム２３の先端部に中間アーム３６を固着し、この中間アーム３６の一端に第一リンク３４の先端部をピン連結し、第一昇降シリンダ３２により第一アーム２３を昇降回動可能に構成している。また、中間アーム３６の他端に第二アーム２４と同じ長さで平行リンクを形成する第二リンク３７の一端をピン連結し、第二リンク３７の他端を第二アーム２４の先端部にピン連結し、第一アーム２３に対して第二アーム２４を第二昇降シリンダ３３により昇降回動可能に構成している。
【００１１】
前記実施例では第一アーム２３及び第二アーム２４によりロボットアームを構成している。なお、図面は省略したが第二アーム２４の先端部に前記と同様に第三アーム、第三リンク及び第三昇降シリンダを接続してロボットアームを構成してもよい。また、平行リンク構成として説明したが第一リンク３４や第二リンク３７の長さを調整可能に設けて寸法の異なるリンク構成としてもよい。
【００１２】
また、これらのモータ３１、第一昇降シリンダ３２駆動用制御弁（図示省略）のソレノイド及び第二昇降シリンダ３３駆動用の制御弁（図示省略）のソレノイドを制御部（図示省略）の出力側に接続し、制御部（図示省略）の指令により作動可能に構成している。また、ベース部材２２には視覚センサ３８を取り付け、図外制御部に検出出力できるよう構成し補助作業装置２６の操作状態を検出するように構成している。
【００１３】
次に、図４により補助作業装置の他の実施例について説明する。
第二アーム２４の先端部に水噴射ノズル６７を取り付けている。この噴射ノズル６７に給水ホース６１の終端側を接続し、給水ホース６１を第一アーム２３及び第二アーム２４に沿わせて配索し、給水ホース６１の始端側を水道の蛇口（図示省略）に接続している。
【００１４】
前記構成によると、水噴射スイッチ（図示省略）をＯＮすると、制御部（図示省略）からの指令出力によりモータ３１、ベース部材２２、第一アーム２３及び第二アーム２４があらかじめプログラムされた順序に作動されながら水噴射ノズル６７から水が噴射され、ボンネット１２、キャビン１３、左右フェンダ１４，１４、左右前輪６，６及び左右後輪１１，１１の泥を順次洗い流し自動的に清掃される。
【００１５】
また、トラクタ１を水噴射ノズル６７で洗車するにあたり、左右前輪６，６、左右後輪１１，１１及び左右フェンダ１４，１４の泥の多くついている部分を初めに洗車し、次いで、トラクタ１のボンネット１２、フロア１５等のガラスでない部分を洗車し、最後にキャビン（図示省略）のガラス部分を洗車するようにしてもよい。このようにすると、短時間できれいに洗車できる。
【００１６】
次に、図５〜図７に基づき補助作業装置の他の実施例について説明する。
トラクタ１の機体後部には、昇降リンク機構５６を介して散水作業機５７を取り付け、この散水作業機５７には起伏回動、伸縮及び折り曲げ可能な散水ブーム５８を取り付け、この実施形態では散水ブーム５８を機体右側に延出している。また、散水作業機５７の左側部にはベース部材２２を取り付け、ベース部材２２から前記実施例と同様に第一アーム２３及び第二アーム２４を延出し、第二アーム２４の先端部に給水用ポンプ５９を取り付け、給水用ポンプ５９から延設した給水ホース６１を第一アーム２３及び第二アーム２４に沿わせて配索し、給水ホース６１の終端側を給水作業機５７の給水部５７ａに接続している。
【００１７】
前記構成によると、トラクタ１を水路６２に沿う位置に移動し、操作スイッチ（図示省略）を操作して、第一アーム２３を縦軸２２ｃ回りに旋回、横軸２２ｄ回りに昇降及び第二アーム２４を昇降作動し、給水用ポンプ５９を水路６２の底面に接地させる。次いで、給水用ポンプ５９及び散水作業機５７を駆動しながらトラクタ１を水路６２に沿って走行させる。すると、給水用ポンプ５９により水路６２の水が散水作業機５７に供給され、散水ブーム５８から圃場に散水される。従って、トラクタ１に大きなタンクを設置する必要もなく、水路６２に沿った圃場に散水することができる。
【００１８】
また、給水用ポンプ５９を図８のように構成してもよい。
即ち、給水用ポンプ５９の本体には上側面及び一側面を覆うように取付板６３を取り付け、取付板６３の上面部６３ａを第二アーム２４への取付部とし、取付板６３の側面部６３ｂには縦軸回りに回転する左右方向感知ローラ６４を取り付けている。また、側面部６３ｂの下端部から左右方向外側に延出するように下面部６３ｃを設け、この下面部６３ｃに左右方向横軸回りに回転する上下方向感知ローラ６６を取り付けて、左右方向及び上下方向の圧接度合いを検出し、制御部（図示省略）に入力するように構成している。
【００１９】
前記構成によると、左右方向感知ローラ６４により圧力の増減が検出されると、制御部（図示省略）の指令により第一アーム２３及び第二アーム２４が調節作動され、左右方向感知ローラ６４が所定圧力に復帰するように調整される。また、上下方向感知ローラ６６により圧力の増減が検出されると、同様に上下方向感知ローラ６６が所定圧力に復帰するように調整される。従って、オペレータはトラクタ１を水路６２に沿うように操舵操作に専念すればよく、運転操作を簡単にしながら給水用ポンプ５９を水路６２の所定位置に沿わせて移動し円滑に給水作業をすることができる。
【００２０】
次に、図９により補助作業装置の他の実施例について説明する。第二アーム２４の先端部には開閉用ハンド４１を取り付けている。この開閉用ハンド４１は側面視Ｌ型のフック状に構成されていて、制御部（図示省略）の指令により車庫（図示省略）等のシャッタの開閉をするものである。
【００２１】
即ち、シャッタスイッチ（図示省略）をＯＮすると、トラクタ１は視覚センサ３８の検出値により車庫のシャッタの所定距離前方で停止し、制御部の指令により第一アーム２３及び第二アーム２４を作動して開閉用ハンド４１をシャッタ（図示省略）の凹部に挿入し、上昇あるいは下降することにより、シャッタ（図示省略）を開閉するものである。
【００２２】
次に、図１０により補助作業装置の他の実施例について説明する。第二アーム２４の先端部には挟持用ハンド４２を取り付けている。この挟持用ハンド４２は例えば一対の挟持体４２ａ，４２ａの基部を枢支して開閉可能に構成し、基部に設けた開閉モータ４２ｂにより制御部（図示省略）の指令により開閉作動するように構成している。
【００２３】
しかして、自動スイッチ（図示省略）をＯＮすると、視覚センサ３８は検出を開始し、検出値が所定値になると被挟持物の所定距離前方でトラクタ１は停止し、制御部の指令により第一アーム２３、第二アーム２４及び開閉モータ４２ｂを作動し、挟持体４２ａ，４２ａを挟持物の挟持位置に移動させ、次いで、開閉モータ４２ｂにより挟持体４２ａ，４２ａを閉鎖回動し被挟持物を挟持収集するものである。
【００２４】
次に、図１１に基づき補助作業装置の他の実施例について説明する。
第二アーム２４の先端部には噴射ノズル４３を取り付け、機体フレーム２の前側部左右一側にコンプレッサ４４を配設し、コンプレッサ４４からエアホース４６を延設して第一アーム２３及び第二アーム２４に沿わせて配索し、先端部を噴射ノズル４３に接続している。
【００２５】
前記構成によると、噴射スイッチ（図示省略）をＯＮすると、制御部（図示省略）からの指令出力によりコンプレッサ４４が駆動され、モータ３１、第一昇降シリンダ３２及び第二昇降シリンダ３３があらかじめプログラムされた順序に従って作動されて噴射ノズル４３からエアが噴射され、左右前輪６，６及び左右後輪１１，１１の泥を順次吹き飛ばして清掃し、道路への泥の落下を防止するものである。
【００２６】
次に、図１２及び図１３に基づき補助作業装置の他の実施例について説明する。
フロントバンパ２１の右側面取付部２１ｂにベース部材２２を取り付け、第二アーム２４の先端部に燃料給油用ポンプ４７を取り付けている。燃料給油用ポンプ４７の吸入口４７ａの側方には受皿５１を設け、第二アーム２４に対して反転モータ５０により燃料給油用ポンプ４７を上下反転可能に構成し、燃料注入後には燃料給油用ポンプ４７の注入口４７ａを上側に反転させることにより、燃料の落下を防止するように構成している。
【００２７】
また、燃料給油用ポンプ４７から延設した燃料ホース４８を第一アーム２３及び第二アーム２４に沿って配索し、燃料ホース４８の終端側をボンネット１２内に設けた燃料タンク（図示省略）の給油口に接続可能に構成している。
【００２８】
前記構成によると、給油スイッチ（図示省略）をＯＮすると、図１３（Ａ）に示すように、制御部（図示省略）の指令により、トラクタ１は視覚センサ３８で検出しながら走行し、燃料補給用タンク５２が燃料給油用ポンプ４７の到達できる所定半径５３内に到達すると停止する。次いで、制御部（図示省略）からの指令出力によりベース部材２２、第一アーム２３及び第二アーム２４があらかじめプログラムされた順序に従って作動し、燃料給油用ポンプ４７の注入口４７ａを補給用タンク５２の開口部に挿入し、次いで、燃料給油用ポンプ４７を駆動し補給用タンク５２の燃料をトラクタ１の燃料タンク（図示省略）に自動的に補給する。
【００２９】
また、図１４と図１５のように構成してもよい。
第二アーム２４の先端部に調節操作部７３を取り付け、水路６２脇の畦道をトラクタ１で走行しながら、前記図１２及び図１３の実施例と同様に、制御部（図示省略）の指令によりベース部材２２、第一アーム２３及び第二アーム２４を操作して調節操作部７３を作動し、水路６２と圃場との間に設けている取水調節板７４の調節ハンドル７５を増減調節するように構成する。
【００３０】
次に、図１６に基づき補助作業装置の他の実施例について説明する。
トラクタ１の機体後部には、昇降リンク機構５６を介して施肥機７１を取り付け、施肥機７１には散布量調節手段７１ａとしての繰出しバルブを設け、制御部（図示省略）の指令により散布量調節手段７１ａを増減調節可能に構成している。また、機体前側部のフロントバンパ２１の前側取付部２１ａにはベース部材２２を取り付け、第二アーム２４の先端部に土壌採取分析手段７２を取り付けて、土壌採取分析手段７２により土壌を採取分析し採取土壌の酸性度、肥料成分の多少等の検出値を制御部（図示省略）に入力するように構成している。
【００３１】
前記構成によると、施肥スイッチ（図示省略）をＯＮしてトラクタ１が走行を開始すると、施肥機７１から標準量の肥料を散布する施肥作業を開始する。次いで、所定時間あるいは所定走行距離毎にあらかじめ決められた順序に従って第一アーム２３及び第二アーム２４を作動し、土壌採取分析手段７２によりサンプル土壌を採取分析しその検出値を制御部（図示省略）に入力する。しかして、肥料の残存量が基準値より大のときには、施肥機７１の散布量調節手段７１ａを所定量減少側に調節し、また、肥料の残存量が基準値より小のときには、施肥機７１の散布量調節手段７１ａを所定量増加側に調節し、また、肥料の残存量が基準値の範囲内のときには標準散布を維持する制御をしながら施肥作業を実行する。従って、土壌の養分状態を均等化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】トラクタの側面図。
【図２】トラクタの正面図。
【図３】ロボットアームの側面図。
【図４】ロボットアームの側面図。
【図５】トラクタの斜視図。
【図６】散水作業機の斜視図。
【図７】トラクタの作業状態を示す平面図。
【図８】給水用ポンプの斜視図。
【図９】開閉用ハンドの側面図。
【図１０】挟持用ハンドの側面図。
【図１１】トラクタの側面図。
【図１２】ロボットアームの側面図。
【図１３】作業状態のトラクタを示す平面図。
【図１４】トラクタの側面図。
【図１５】取水調節板の斜視図。
【図１６】トラクタの側面図。
【符号の説明】
【００３３】
１トラクタ
２１フロントバンパ
２１ａ前面取付部
２１ｂ左右側面取付部
２２ベース部材
２２ｃ縦軸
２２ｄ横軸
２３第一アーム
２４第二アーム
２６補助作業装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦軸（２２ｃ）及び横軸（２２ｄ）回りに回動自在な第一アーム（２３）と、該第一アーム（２３）の先端部に屈折自在に連結している第二アーム（２４）とからなるロボットアームを備える作業車両（１）において、ベース部材（２２）に前記第一アーム（２３）を前記縦軸（２２ｃ）回りに回動自在に支持し、前記作業車両（１）の機体前側部と左右側部に前記ベース部材（２２）の取付部（２１ａ，２１ｂ）を設け、前記第二アーム（２４）の先端部には複数の補助作業装置（２６，…）を取り付け可能に構成したことを特徴とする作業車両の作業操作装置。

【図１】