走行型刈取機
【課題】機械的にも大型化することなく中山間地域等の狭い畦においても、左右バランスを良好に保ちながら機体側方で傾斜面の刈取作業を行うことができる走行型刈取機を提供することを課題とする。
【解決手段】左右に走行部１Ｌ，１Ｒを有する走行機体２と、走行機体２の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機６とを備えた走行型刈取機において、走行機体２の左右側方の一方で刈取作業を行う際に他方で走行機体２の左右バランスを保持するバランス部材３を設ける。
【解決手段】左右に走行部１Ｌ，１Ｒを有する走行機体２と、走行機体２の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機６とを備えた走行型刈取機において、走行機体２の左右側方の一方で刈取作業を行う際に他方で走行機体２の左右バランスを保持するバランス部材３を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、傾斜面上の雑草又は作物の刈取作業を行うことが可能な走行型刈取機に関する。
【背景技術】
【０００２】
中山間地域等におけるのり面（傾斜面）での雑草の刈取作業は農業生産基盤の維持、景観保持、作物栽培等の観点から必要不可欠なものである。このため、一般に動力刈り払い機による半人力的な刈り取り作業が行われるが、足場が不安定な場所での刈取作業は重労働であり、高齢化が進む中山間地域ではこの問題がさらに深刻化している。この他の手段としては、除草剤を散布する手段、火炎放射機等によりのり面の雑草等を焼き払う手段、草食動物を傾斜地で飼育する手段、ほふく性植物によってのり面を被膜する手段等が従来公知である。
【０００３】
また、走行部を有する走行機体と、走行機体の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機とを備え、畦（管理道）等を走行しながら走行機体の側方で傾斜面の刈取作業を行う特許文献１及び２に示す走行型刈取機が公知となっている。
【特許文献１】特開平７−８７８２４号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、除草剤を散布する手段はのり面に生えた雑草の根までを枯らしてしまい、のり面自体が崩壊し易くなってしまうという欠点が、火炎放射機等によりのり面の雑草等を焼き払う手段は山林火災の危険性があるという欠点が、草食動物を傾斜地で飼育する手段は草食動物が雑草だけでなく作物も食べてしまうという欠点が、ほふく性植物によってのり面を被膜する手段は上記ほふく性植物がのり面に優先種として定着するとは限らないうえに初期コストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
また、特許文献１及び２に示す走行型刈取機は、上記欠点が是正される一方で、走行機体の一方の側部で傾斜面の刈取作業を行う場合に、走行機体の左右バランスが偏ることが多くなり、場合によっては走行機体の左右バランスを保持することが困難になることがあり、課題が残る。
本発明は、上記課題を解決し、機械的にも大型化することなく中山間地域等の狭い畦においても、左右バランスを良好に保ちながら機体側方で傾斜面の刈取作業を行うことができる走行型刈取機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明の走行型刈取機は、第１に左右に走行部１Ｌ，１Ｒを有する走行機体２と、走行機体２の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機６とを備えた走行型刈取機において、走行機体２の左右側方の一方で刈取作業を行う際に他方で走行機体２の左右バランスを保持するバランス部材３を設けたことを特徴とする。
【０００７】
第２に、バランス部材３が走行機体２に対して移動可能に支持されたバランスウェイトであることを特徴とする。
【０００８】
第３に、走行部１Ｌ，１Ｒをクローラによって構成し、左右の走行部１Ｌ，１Ｒの駆動スピード差により走行機体２の左右及び前後バランスを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように構成される走行型刈取機によれば、傾斜地等で走行機体の側方を下降又は上昇傾斜面側に向けて傾斜面の雑草等の刈取作業を行う場合に、走行機体の左右バランスを良好に保持して畦上の狭い通路での走行性を向上させることにより、傾斜地における刈取作業を安定して行うことができる。
【００１０】
また、左右の走行部をクローラによって構成し、該左右の走行部よって走行機体のバランス制御を行うことにより、走行機体のバランスをさらに良好に保持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図示する例に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１，２及び３は本発明を適用した走行型刈取機の正面図、側面図及び平面図である。走行型刈取機は、走行部１Ｌ，１Ｒと、走行部１Ｌ，１Ｒによって支持される走行機体２と、走行機体２に設けられたバランス部材３と、走行機体２の前方において刈取作業を行う左右方向の前方作業機４と、走行機体２の側方において刈取作業を行う側方作業機６（作業機）と、左右一対のガイドローラ７，７と、各種制御を行う制御装置８（図４参照）とを備えており、畦９（管理道）に沿って走行しながら、畦９及び畦９の側方ののり面１１（下降傾斜面，上昇傾斜面，傾斜面）に生えた作物又は雑草の刈取作業を行うように構成されている（図１ではのり面が下降傾斜面）。
【００１２】
上記走行部１Ｌ，１Ｒは、左右にそれぞれ各別に設けられている。各走行部１Ｌ，１Ｒは、前後方向に延びる左右一対の走行フレーム１２，１２と、該左右の走行フレーム１２，１２の後端部間に後輪軸１３を介して前後回動自在に軸支された後輪１４及び前端部間に前輪軸１６を介して前後回転自在に軸支された前輪１７と、上記前輪１７と後輪１４とに巻き掛けられるクローラ１８とにより構成されている。なお後輪１４の径は前輪１７の径に対して大きくなるように形成されている。
【００１３】
上記走行機体２は、機体フレーム１９によって主な部分が構成されている。機体フレーム１９は、側面視への字形に形成された左右のサイドフレーム２１と、左右のサイドフレーム２１，２１を連結固定する左右方向の横フレーム２２と、各サイドフレーム２１の後端部から上方に突設固定された板状の支柱２３と、左右の支柱２３，２３の上端面及び横フレーム２２の上面に溶接等で固着された略水平な載置プレート２４とにより構成されている。
【００１４】
各サイドフレーム２１は基端から先端に向けて前方斜め上方に延びるサイドケース２６と基端から先端に向けて後方斜め上方に延びるサイドプレート２７とを先端部同士で連結固定することにより構成されている。
【００１５】
横フレーム２２は、内部に回転動力を発生させる図示しない動力発生装置（本実施例はエンジン）を備えたパワーボックス２８と、横方向の左右の横筒２９，２９とにより構成されている。パワーボックス２８は左右方向に延びる略直方体形状に成形され、上面が略フラットになるように形成されている。各横筒２９は、一端部がパワーボックス２８の対応する側面に溶着等で一体的に取付固定される一方で、他端部が対応する左右のサイドフレーム２１のサイドケース２６とサイドプレート２７との連結部分に溶着等で一体的に取付固定されている。横フレーム２２の上記構成によって、左右のサイドフレーム２１，２１が所定間隔を保持して略平行な状態で対向するように連結固定される。
【００１６】
機体フレーム１９の各サイドケース２６の基端部が対応する走行部１Ｌ，１Ｒの外側の走行フレーム１２後端部に固定されるとともに、各サイドプレート２７の基端部が対応する走行部１Ｌ，１Ｒの外側の走行フレーム１２前端部に固定されることにより、走行フレーム１２、サイドケース２６及び支持フレーム２７が固定連鎖を構成し、機体フレーム１９が走行部１Ｌ，１Ｒに対して固定される。
【００１７】
また、エンジンで発生させた回転動力は左右の横筒２９，２９内にそれぞれ回転自在に支持された伝動軸（図示しない）に各別に伝えられる。そして、各伝動軸の動力は各サイドケース２６内に設けられたチェーン又はベルト等の動力伝動機構（図示しない）を介して左右の後輪軸１３，１３に伝動され、各走行部１Ｌ，１Ｒを走行駆動させる。
【００１８】
そして、エンジンから左走行部１Ｌへの動力伝動の入切を行うクラッチ機構を設けることにより左走行部駆動手段３１Ｌを構成し、エンジンから右走行部１Ｒへの動力伝動の入切を行うクラッチ機構を設けることにより右走行部駆動手段３１Ｒを構成している。一方、左走行部１Ｌに設けられたブレーキによって左走行部制動手段３２Ｌを構成し、右走行部１Ｒに設けられたブレーキによって右走行部制動手段３２Ｒを構成している。
【００１９】
上記バランス部材４として、各種機器に電力を供給するバッテリー（バランスウェイト）を用いる。載置プレート２４上に左右方向のガイドレール３３を設置し、該ガイドレール３３の軸方向に摺動自在に移動台３４を支持し、該移動台上３４にバッテリー４を載置固定している。
【００２０】
ガイドレール３３が載置プレート２４中央付近から右走行部１Ｒの外方（左方）に突出する位置に亘り形成されており、バッテリー４を走行機体２に対して左右移動させることにより、走行機体２の重心制御を行う。移動台３４は、載置プレート２４上に設けられたバランスウェイト移動アクチュエータである電動モータ３６によって、ガイドレール３３に対して左右摺動駆動される。
【００２１】
上記前方作業機４は左右の支持アーム３７，３７を介して走行部１Ｌ，１Ｒの前方に固設され、走行機体２の左右幅略全体に亘り形成された刈取部４ａを備えている。該刈取部４ａは２つの刃の一方が他方に対して移動することにより雑草又は作物等を切断処理するレシプロ式の切断刃であり、前方作業機４上に設置された前方刈取部アクチュエータである電動モータ３８によって駆動され、走行機体２に前方において刈取作業を行う。
【００２２】
上記側方作業機６は、支持フレーム３９と、支持フレーム３９の先端部に基端部が支持されたアーム４１と、走行機体２の走行駆動に伴って回転作動する補助輪４２と、アーム４１の軸方向略全体亘り設置された刈取部６ａとを備えている。
【００２３】
支持フレーム３９は、左右方向の基端部に対して中途部及び先端部が下方に屈曲した略Ｌ字形に形成され、基端部が左側のサイドケース２６の外側面に溶接等で固着され、中途部及び先端部が左走行部１Ｌの外側面に沿って下方に延びている。
【００２４】
アーム４１は、正面視円弧状の軌跡を描く方向に上下揺動自在に支持フレーム３９に支持されている。自重による下方揺動する上記アーム３９は、ワイヤー４３によって吊り支えられている。そして、走行機体２に設けられたアーム揺動アクチュエータである電動モータ４４によってワイヤー４３を巻き上げることによりアーム４１を上方揺動駆動させる一方で、上記ワイヤー４３を緩めることによりアーム４１を下方揺動作動させる。
【００２５】
補助輪４２はアーム４１の先端部に設けられており、状況に応じて地表面に接地させることによりアーム４１の下方揺動を規制し、側方作業機６の姿勢を安定させる。
【００２６】
刈取作業時においては、走行機体２の側方作業機６設置側の側部（左側部）が傾斜面１１側に向けられ、上記アーム４１が上記傾斜面１１に沿うように斜め下方に向けられた状態で固定される。なお、傾斜面１１が上昇傾斜面である場合には傾斜面１１に沿うように斜め上方に向けられた状態で固定される。そして、走行機体２を前進駆動させるとともにアーム４１の下面（傾斜面１１との対向面）側に設けられた刈取部６ａを駆動させることによって、傾斜面１１の刈取作業機を行う。
【００２７】
該刈取部６ａはレシプロ式の切断刃であり、左走行部１Ｌの内側の走行フレーム１２に設置された側方刈取部アクチュエータである電動モータ４６によって駆動される。該電動モータ４６から刈取部６ａへの動力伝動は、フレキシブルワイヤー（図示しない）及びアーム４１の基端部に設置された駆動部４７を介して、行われる。
【００２８】
上記ガイドローラ７は、左右の走行部１Ｌ，１Ｒの外側面前端部にそれぞれ設けられる左右一対の部材であり、走行機体２が畦９を走行している際に畦９の両側部を左右のガイドローラ７，７で挟持することにより、走行機体２の左右バランスを保持するバランス部材となり、走行中に機体の畦９からずれることを防止している。
【００２９】
上記制御装置８は制御部４８を備えている。制御部４８はマイコン等から構成されており、前述した移動台３４上に載置固定されている。
【００３０】
次に、制御装置８について詳述する。
図４は制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置８の制御部４８の入力側には、左走行部１Ｌの駆動方向及び駆動スピードを検知する左エンコーダ４９（左走行部速度検知手段）と、右走行部１Ｒの駆動方向及び駆動スピードを検知する右エンコーダ５１（右走行部速度検知手段）と、バランスウェイト４の走行機体２に対しての位置を検知するバランスウェイトポテンショ５２（バランスウェイト位置検知手段）と、アーム４１の基端部に設けられアーム４１の揺動角を検知するアームポテンショ５３（アーム揺動角検知手段）と、左側のサイドフレーム２１と左走行部１Ｌ前端部との間に設けられ機体の前部左側にかかる荷重を検知する左前荷重センサ５４（左前荷重検知手段，歪ゲージ）と、左側のサイドフレーム２１と左走行部１Ｌ後端部との間に設けられ機体の後部左側にかかる荷重を検知する左後荷重センサ５６（左後荷重検知手段，歪ゲージ）と、右側のサイドフレーム２１と右走行部１Ｒ前端部との間に設けられ機体の前部右側にかかる荷重を検知する右前荷重センサ５７（右前荷重検知手段，歪ゲージ）と、右側のサイドフレーム２１と右走行部１Ｒ後端部との間に設けられ機体の後部右側にかかる荷重を検知する右後荷重センサ５８（右後荷重検知手段，歪ゲージ）と、走行機体２の水平方向に対する前後傾斜角を検知する前後傾斜角検知手段５９と、走行機体２の水平方向に対する左右傾斜角を検知する左右傾斜角検知手段６１と、走行機体の向いている方位を検知する機体向き検知手段６２と、走行機体の絶対位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等の機体位置検知手段６３と、側方作業機６の刈取面（傾斜面１１）を検知する刈取面検知手段６４と、機体周辺の状態を検知する周辺状態検知手段６６と、地表面に生えた雑草と作物との識別を画像処理による行うためにパワーボックス２８の下面に下方を向けた状態で設置されたカメラ６７とが接続されている。
【００３１】
上記前後傾斜角検知手段５９、左右傾斜角検知手段６１及び機体向き検知手段６２は単一のジャイロセンサによって構成される。また、上記刈取面検知手段６４が上記傾斜面１１の検知、傾斜面１１における側方作業機６の前方に形成された凹凸の検知、傾斜面１１の側方作業機６の前方に生えた雑草等（主に雑草、場合によっては作物も含む）の高さの検知等を行うことが可能な超音波センサ又は赤外線センサ等の光電センサにより構成されている。また、上記周辺状態検知手段６６は前方作業機４の左右両側部にそれぞれ前方を向けられた状態で設けられた超音波センサ又は光電センサにより構成され、畦９の検知、走行面の凹凸の検知、走行機体２の前方に生えた雑草又は作物の高さの検知等を行う。
【００３２】
制御部４８の出力側には前述した左走行部駆動手段３１Ｌ、右走行部駆動手段３１Ｒ、左走行部制動手段３２Ｌ、右走行部制動手段３２Ｒ、バランスウェイト移動アクチュエータ３６、アーム揺動アクチュエータ４４、前方刈取部アクチュエータ３８及び後方刈取部アクチュエータ４６が接続されている。
【００３３】
くわえて、制御部４８には記憶部６８及び通信部６９が接続されている。記憶部６８には制御部４８に入力されてくる各種データが記憶されている他、複数の作業ポイントが記憶されている。
【００３４】
上記作業ポイントは本走行型刈取機の予定走行路上に所定間隔で設定される予定通過ポイントであり、グローバルな座標データで表され、機体位置検出手段６３としてＧＰＳを用いる場合にはＧＰＳ座標、ＧＩＳを用いる場合にはＧＩＳ座標になる。走行型刈取機は所定の作業ポイントを通過すると次の作業ポイントに向かって自律走行できるように構成されている。
【００３５】
上記通信部６９によって本走行型刈取機を遠隔操作手段である外部コントローラ７１により操作できる。具体的には、上記通信部６９と外部コントローラ７１に設けられた通信部７２とが無線通信可能に構成されており、オペレータが外部コントローラ７１の操作具７３を操作すると制御部４８にその操作信号が入力され、該操作信号に従って走行型刈取機が動作する。走行型刈取機が以上のように遠隔操作可能に構成されることによって、機体が転倒したような場合でも、オペレータは機体から離れた位置にいるため、機体と接触する可能性が低くなる。
【００３６】
なお、上記カメラ６７による画像処理について説明すると、まず、図５（Ａ）に示すようにカメラ６７によって地表面の画像を撮影する。次に、同図（Ｂ）に示すように、植物の緑色を基準として取得した画像の２値化を行う。次に、同図（Ｃ）に示すように、２値化した画像を複数のブロックに区画（同図に示す例では３２×３２に区画）する。
【００３７】
ここで、撮影した部分は本走行型刈取機によって日常的に刈取作業が行われている部分であると仮定すると、雑草が写っているブロック中にはまばらに緑色が含まれるのみであるのに対して、作物が写っているブロックには高割合で緑色が含まれていることが予想される。このため、各ブロックにおいて全体に占める緑の部分の面積比が８５パーセント以上であるブロックを作物ブロック７４ａとして識別し、２０パーセント以上８５パーセント未満であるブロックを雑草ブロック７４ｂとして識別し、２０パーセント未満であるブロックを土壌ブロック７４ｃとして識別する。
【００３８】
次に、同図（Ｄ）に示すように、作物ブロック７４ａが少なく雑草ブロック７４ｂが多いエリアを検出し、検出されたエリアを刈取作業が可能な刈取アリア７６として識別する。以上のようにして刈取エリア７６の検知を行うことにより、作物の条列方向の株間に生えた雑草の刈取作業が可能になる。
【００３９】
次に、制御装置８の処理フローについて説明する。
図６は制御装置の処理フロー図である。まず処理が開始されるステップＳ１に進む。ステップＳ１では機体が自律走行モードであるか否かの検出を行い、自律走行モードであればステップＳ２に進む。ステップＳ２では、機体位置検知手段６３からのグローバル座標データを利用するモードであるか否かの検出を行い、利用するモードであればステップＳ３に進む。
【００４０】
ステップＳ３では、記憶部６８に記憶されている作業ポイントから算出される作業エリア内に機体がいるか否かの検出を行い、作業エリア内にいない場合にはステップＳ４に進み、作業エリア内にいる場合にはステップＳ５に進む。ステップＳ４では、機体を作業ポイントまで移動させ、ステップＳ５に進む。また、ステップＳ２において、機体位置検知手段６３からのグローバル座標データを利用しないモードであることが検出された場合にも、ステップＳ５に進む。
【００４１】
ステップＳ５では畦９の検出を行いステップＳ６に進む。また、ステップＳ５では、走行面の凹凸、機体前方に生えた雑草や作物の高さの検知も行う。ステップＳ６では刈取面検知手段６４等を利用して傾斜面１１の検知を行いステップＳ７に進む。また、ステップＳ６では、傾斜面１１の凹凸、傾斜面１１に生えた雑草等の高さの検知も行う。ステップＳ７では、ステップＳ６において検知した傾斜面に沿うように側方作業機６を下方揺動させる。また、この際、ステップＳ６において、傾斜面１１の凹凸が少なく、生えている雑草等もそれほど高くない場合は、アーム４１を補助輪４２が傾斜面に接地する位置まで下降させ、側方作業機６を安定姿勢に切り換える。そして、ステップＳ８に進む。
【００４２】
ステップＳ８では、４つの荷重センサ５４，５６，５７，５８及びジャイロセンサ５９，６１，６２を用いて走行機体２の重心計測を行い、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ステップＳ８で計測したデータに基づいて走行機体２の重心が左右均等になるようにバランスウェイト３を走行機体２に対して移動駆動させ、ステップＳ１０，Ｓ１１に進む。ステップＳ１０、Ｓ１１では、前方作業機４の刈取部４ａ及び側方作業機６の刈取部６ａを駆動させ、ステップＳ１２に進む。
【００４３】
ステップＳ１２では、機体を畦に沿って走行駆動させ畦９及びのり面１１の刈取作業を開始する。また、この際、機体前方に凹凸がある場合や、機体の重心制御がバランスウェイト３の走行機体２に対する移動のみでは不足している場合には、左右の走行部１Ｌ，１Ｒの一方に対して他方を高速又は低速で駆動させることにより走行機体２の左右及び前後バランスを保持し、設定走行路を安定して走行するように重心制御を行う。そして、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、機体が作業終了位置に到着したが否かの検出を行い、作業終了位置に到着していれば処理を終了し、到着していなければステップＳ２に処理を戻す。
【００４４】
また、ステップＳ１において、自律走行モードでないことが検出されると、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、外部コントローラ７１からの操作信号に応じて、走行型刈取機を動作させ、ステップＳ１に処理を戻す。なお、外部コントローラ７１によって、自律走行モードへの切換を行うことも可能である。
【００４５】
なお、本走行型刈取機では動力発生装置としてエンジンを用いたが、高出力の電動モータを用いてもよい。この場合には、左走行部駆動用のモータと右走行部駆動用のモータを各別に設けることにより、左走行部駆動手段３１Ｌ及び右走行部駆動手段３１Ｒを構成する。
【００４６】
また、本走行型刈取機ではガイドレール３３を走行機体に固定しているが、ガイドレール３３を走行機体２に対して水平回動可能に支持してもよい。この場合には、ガイドレール３３をアクチュエータにより水平回動駆動するとともに、バランスウェイト移動アクチュエータ３６によりバランスウェイト３を移動駆動させることにより、走行機体２の左右バランスの調整にくわえて、前後バランスの調整が可能になる。
【００４７】
また、本走行型刈取機に用いたガイドレール３３をボールネジ（図示しない）により構成してもよい。この場合には、移動台３４にナット部（図示しない）を設け、ボールネジと移動台３４のナット部とを係合させ、バランスウェイト移動アクチュエータ３６によってボールネジを回転駆動させることにより、バランスウェイト４の移動させる。
【００４８】
また、本走行型刈取機では、前方作業機４及び側方作業機６の刈取部４ａ，６ａにレシプロ式の刈取刃を用いたが、円盤状の刈取刃を用いてもよい。
【００４９】
さらに、本走行型刈取機に遺伝的アルゴリズム、ニューラルネットワーク等の学習アルゴリズムを搭載し、複雑な地形や環境への対応力を向上させるようにしてもよい。
【００５０】
以上、畦９を走行しながら走行面及びのり面１１に生えた雑草又は作物の刈取作業を行う走行型刈取機について説明したが、以下、条列方向の株間除草に特化した走行型刈取機について、前述の実施形態に係る走行型刈取機と異なる構成について説明する。図７、８及び９は他の実施例である走行型刈取機の正面図、側面図及び平面図である。
【００５１】
本走行型刈取機では、機体を構成する部材のうち、左右の走行部１Ｌ，１Ｒと、左右のガイドローラ７，７と、左右のサイドケース２６，２６と、左右のサイドプレート２７，２８と、横フレーム２２と、バッテリー３と、制御部４８とを前述の走行面及びのり面１１に生えた雑草又は作物の刈取作業を行う走行型刈取機のものと兼用し、これらの部材の取付位置や固定位置等を変更する。
【００５２】
具体的には、各走行部１Ｌ，１Ｒの前端部から上方に突出するようにサイドプレート２７を取付固定し、後端部から上方に突出するようにサイドケース２６を取付固定している。そして、左右のサイドプレート２７の上端部間を横フレーム２２により連結固定し、平面視略直方体形状に枠組された上部フレーム７７を左右のサイドプレート２７，２７の上端面及びパワーボックス２８の前面に溶接等で固着している。制御部４８はパワーボックス２８の上面に固定し、バッテリー３は上部フレーム７７の後部右隅に固設している。また、各サイドプレート２７の下端部にガイドローラ７を内側に向けて設けている。
【００５３】
上部フレーム７７の左側から右側に亘り左右方向の移動レール７８が架設されている。該移動レール７８は前後移動自在に上部フレーム７７に支持され、前後移動アクチュエータである電動モータ７９によって前後移動駆動される。移動レール７８には、移動レール７８の軸方向に移動可能な上下方向の刈取アーム８１が支持されている。刈取アーム８１は左右移動アクチュエータである電動モータ８２によって刈取アーム８１を移動レール７８の軸方向に移動駆動される。くわえて、刈取アーム８１は移動レール７８に対して上下移動自在にも支持されており、上下移動アクチュエータである電動モータ８３によって上下移動駆動される。上記刈取アーム８１の中途部にはカメラ６７が設けられ、下端部には除草ロータ等の刈取部８４が設けられている。
【００５４】
本走行型刈取機の作用について説明すると、圃場の作物の条列方向と機体の前後方向が一致するように機体を移動又は旋回駆動させ、左右の走行部１Ｌ，１Ｒ間に雑草及び作物を位置させる。なお、条列方向に盛土８６が形成され且つ該盛土８６に作物が植えられている場合には、左右のガイドローラ７，７によって盛土８６の両側部を挟持することにより、機体の条列方向に沿った走行が容易になる。
【００５５】
そして、条列方向に沿って機体を所定距離前進移動させた後、上記カメラ６７を用いた前述の画像処理により、条列方向の株間において雑草が生えているエリアを刈取エリア７６として検知する。そして、前後移動アクチュエータ７９及び左右移動アクチュエータ８２によって上記刈取エリア７６の上方まで刈取部８４を移動させた後、上下移動アクチュエータ８３によって刈取部８４を下降させ、刈取エリア７６に生えた雑草の刈取作業を行う。刈取エリア７６の刈取作業が完了すると、刈取部８４を上昇させ、再び機体を所定距離前進移動させて前述の処理を繰り返す。以上にようにして、自動化が困難である条列方向の株間の除草作業を行うことができる。
【００５６】
以上のようにして、目的が異なる２つの走行型刈取機を、構成部品の多くを共通にして製造することができるので、製造コスト等の面でメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を適用した走行型刈取機の正面図である。
【図２】本発明を適用した走行型刈取機の側面図である。
【図３】本発明を適用した走行型刈取機の平面図である。
【図４】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】カメラによる画像処理の処理を示す図面であり、（Ａ）はカメラによって撮影した画像であり、（Ｂ）はカメラによって撮影した画像を２値化した画像であり、（Ｃ）は区画したブロックが作物ブロック、雑草ブロック、土壌ブロックの何れであるかを識別した画像であり、（Ｄ）は刈取エリアを識別した画像である。
【図６】制御装置の処理フロー図である。
【図７】他の実施例である走行型刈取機の正面図である。
【図８】他の実施例である走行型刈取機の側面図である。
【図９】他の実施例である走行型刈取機の平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１Ｌ 左走行部（走行部）
１Ｒ 右走行部（走行部）
２ 走行機体
３ バランス部材（バランスウェイト，バッテリー）
６ 側方作業機（作業機）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、傾斜面上の雑草又は作物の刈取作業を行うことが可能な走行型刈取機に関する。
【背景技術】
【０００２】
中山間地域等におけるのり面（傾斜面）での雑草の刈取作業は農業生産基盤の維持、景観保持、作物栽培等の観点から必要不可欠なものである。このため、一般に動力刈り払い機による半人力的な刈り取り作業が行われるが、足場が不安定な場所での刈取作業は重労働であり、高齢化が進む中山間地域ではこの問題がさらに深刻化している。この他の手段としては、除草剤を散布する手段、火炎放射機等によりのり面の雑草等を焼き払う手段、草食動物を傾斜地で飼育する手段、ほふく性植物によってのり面を被膜する手段等が従来公知である。
【０００３】
また、走行部を有する走行機体と、走行機体の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機とを備え、畦（管理道）等を走行しながら走行機体の側方で傾斜面の刈取作業を行う特許文献１及び２に示す走行型刈取機が公知となっている。
【特許文献１】特開平７−８７８２４号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、除草剤を散布する手段はのり面に生えた雑草の根までを枯らしてしまい、のり面自体が崩壊し易くなってしまうという欠点が、火炎放射機等によりのり面の雑草等を焼き払う手段は山林火災の危険性があるという欠点が、草食動物を傾斜地で飼育する手段は草食動物が雑草だけでなく作物も食べてしまうという欠点が、ほふく性植物によってのり面を被膜する手段は上記ほふく性植物がのり面に優先種として定着するとは限らないうえに初期コストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
また、特許文献１及び２に示す走行型刈取機は、上記欠点が是正される一方で、走行機体の一方の側部で傾斜面の刈取作業を行う場合に、走行機体の左右バランスが偏ることが多くなり、場合によっては走行機体の左右バランスを保持することが困難になることがあり、課題が残る。
本発明は、上記課題を解決し、機械的にも大型化することなく中山間地域等の狭い畦においても、左右バランスを良好に保ちながら機体側方で傾斜面の刈取作業を行うことができる走行型刈取機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明の走行型刈取機は、第１に左右に走行部１Ｌ，１Ｒを有する走行機体２と、走行機体２の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機６とを備えた走行型刈取機において、走行機体２の左右側方の一方で刈取作業を行う際に他方で走行機体２の左右バランスを保持するバランス部材３を設けたことを特徴とする。
【０００７】
第２に、バランス部材３が走行機体２に対して移動可能に支持されたバランスウェイトであることを特徴とする。
【０００８】
第３に、走行部１Ｌ，１Ｒをクローラによって構成し、左右の走行部１Ｌ，１Ｒの駆動スピード差により走行機体２の左右及び前後バランスを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように構成される走行型刈取機によれば、傾斜地等で走行機体の側方を下降又は上昇傾斜面側に向けて傾斜面の雑草等の刈取作業を行う場合に、走行機体の左右バランスを良好に保持して畦上の狭い通路での走行性を向上させることにより、傾斜地における刈取作業を安定して行うことができる。
【００１０】
また、左右の走行部をクローラによって構成し、該左右の走行部よって走行機体のバランス制御を行うことにより、走行機体のバランスをさらに良好に保持することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図示する例に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１，２及び３は本発明を適用した走行型刈取機の正面図、側面図及び平面図である。走行型刈取機は、走行部１Ｌ，１Ｒと、走行部１Ｌ，１Ｒによって支持される走行機体２と、走行機体２に設けられたバランス部材３と、走行機体２の前方において刈取作業を行う左右方向の前方作業機４と、走行機体２の側方において刈取作業を行う側方作業機６（作業機）と、左右一対のガイドローラ７，７と、各種制御を行う制御装置８（図４参照）とを備えており、畦９（管理道）に沿って走行しながら、畦９及び畦９の側方ののり面１１（下降傾斜面，上昇傾斜面，傾斜面）に生えた作物又は雑草の刈取作業を行うように構成されている（図１ではのり面が下降傾斜面）。
【００１２】
上記走行部１Ｌ，１Ｒは、左右にそれぞれ各別に設けられている。各走行部１Ｌ，１Ｒは、前後方向に延びる左右一対の走行フレーム１２，１２と、該左右の走行フレーム１２，１２の後端部間に後輪軸１３を介して前後回動自在に軸支された後輪１４及び前端部間に前輪軸１６を介して前後回転自在に軸支された前輪１７と、上記前輪１７と後輪１４とに巻き掛けられるクローラ１８とにより構成されている。なお後輪１４の径は前輪１７の径に対して大きくなるように形成されている。
【００１３】
上記走行機体２は、機体フレーム１９によって主な部分が構成されている。機体フレーム１９は、側面視への字形に形成された左右のサイドフレーム２１と、左右のサイドフレーム２１，２１を連結固定する左右方向の横フレーム２２と、各サイドフレーム２１の後端部から上方に突設固定された板状の支柱２３と、左右の支柱２３，２３の上端面及び横フレーム２２の上面に溶接等で固着された略水平な載置プレート２４とにより構成されている。
【００１４】
各サイドフレーム２１は基端から先端に向けて前方斜め上方に延びるサイドケース２６と基端から先端に向けて後方斜め上方に延びるサイドプレート２７とを先端部同士で連結固定することにより構成されている。
【００１５】
横フレーム２２は、内部に回転動力を発生させる図示しない動力発生装置（本実施例はエンジン）を備えたパワーボックス２８と、横方向の左右の横筒２９，２９とにより構成されている。パワーボックス２８は左右方向に延びる略直方体形状に成形され、上面が略フラットになるように形成されている。各横筒２９は、一端部がパワーボックス２８の対応する側面に溶着等で一体的に取付固定される一方で、他端部が対応する左右のサイドフレーム２１のサイドケース２６とサイドプレート２７との連結部分に溶着等で一体的に取付固定されている。横フレーム２２の上記構成によって、左右のサイドフレーム２１，２１が所定間隔を保持して略平行な状態で対向するように連結固定される。
【００１６】
機体フレーム１９の各サイドケース２６の基端部が対応する走行部１Ｌ，１Ｒの外側の走行フレーム１２後端部に固定されるとともに、各サイドプレート２７の基端部が対応する走行部１Ｌ，１Ｒの外側の走行フレーム１２前端部に固定されることにより、走行フレーム１２、サイドケース２６及び支持フレーム２７が固定連鎖を構成し、機体フレーム１９が走行部１Ｌ，１Ｒに対して固定される。
【００１７】
また、エンジンで発生させた回転動力は左右の横筒２９，２９内にそれぞれ回転自在に支持された伝動軸（図示しない）に各別に伝えられる。そして、各伝動軸の動力は各サイドケース２６内に設けられたチェーン又はベルト等の動力伝動機構（図示しない）を介して左右の後輪軸１３，１３に伝動され、各走行部１Ｌ，１Ｒを走行駆動させる。
【００１８】
そして、エンジンから左走行部１Ｌへの動力伝動の入切を行うクラッチ機構を設けることにより左走行部駆動手段３１Ｌを構成し、エンジンから右走行部１Ｒへの動力伝動の入切を行うクラッチ機構を設けることにより右走行部駆動手段３１Ｒを構成している。一方、左走行部１Ｌに設けられたブレーキによって左走行部制動手段３２Ｌを構成し、右走行部１Ｒに設けられたブレーキによって右走行部制動手段３２Ｒを構成している。
【００１９】
上記バランス部材４として、各種機器に電力を供給するバッテリー（バランスウェイト）を用いる。載置プレート２４上に左右方向のガイドレール３３を設置し、該ガイドレール３３の軸方向に摺動自在に移動台３４を支持し、該移動台上３４にバッテリー４を載置固定している。
【００２０】
ガイドレール３３が載置プレート２４中央付近から右走行部１Ｒの外方（左方）に突出する位置に亘り形成されており、バッテリー４を走行機体２に対して左右移動させることにより、走行機体２の重心制御を行う。移動台３４は、載置プレート２４上に設けられたバランスウェイト移動アクチュエータである電動モータ３６によって、ガイドレール３３に対して左右摺動駆動される。
【００２１】
上記前方作業機４は左右の支持アーム３７，３７を介して走行部１Ｌ，１Ｒの前方に固設され、走行機体２の左右幅略全体に亘り形成された刈取部４ａを備えている。該刈取部４ａは２つの刃の一方が他方に対して移動することにより雑草又は作物等を切断処理するレシプロ式の切断刃であり、前方作業機４上に設置された前方刈取部アクチュエータである電動モータ３８によって駆動され、走行機体２に前方において刈取作業を行う。
【００２２】
上記側方作業機６は、支持フレーム３９と、支持フレーム３９の先端部に基端部が支持されたアーム４１と、走行機体２の走行駆動に伴って回転作動する補助輪４２と、アーム４１の軸方向略全体亘り設置された刈取部６ａとを備えている。
【００２３】
支持フレーム３９は、左右方向の基端部に対して中途部及び先端部が下方に屈曲した略Ｌ字形に形成され、基端部が左側のサイドケース２６の外側面に溶接等で固着され、中途部及び先端部が左走行部１Ｌの外側面に沿って下方に延びている。
【００２４】
アーム４１は、正面視円弧状の軌跡を描く方向に上下揺動自在に支持フレーム３９に支持されている。自重による下方揺動する上記アーム３９は、ワイヤー４３によって吊り支えられている。そして、走行機体２に設けられたアーム揺動アクチュエータである電動モータ４４によってワイヤー４３を巻き上げることによりアーム４１を上方揺動駆動させる一方で、上記ワイヤー４３を緩めることによりアーム４１を下方揺動作動させる。
【００２５】
補助輪４２はアーム４１の先端部に設けられており、状況に応じて地表面に接地させることによりアーム４１の下方揺動を規制し、側方作業機６の姿勢を安定させる。
【００２６】
刈取作業時においては、走行機体２の側方作業機６設置側の側部（左側部）が傾斜面１１側に向けられ、上記アーム４１が上記傾斜面１１に沿うように斜め下方に向けられた状態で固定される。なお、傾斜面１１が上昇傾斜面である場合には傾斜面１１に沿うように斜め上方に向けられた状態で固定される。そして、走行機体２を前進駆動させるとともにアーム４１の下面（傾斜面１１との対向面）側に設けられた刈取部６ａを駆動させることによって、傾斜面１１の刈取作業機を行う。
【００２７】
該刈取部６ａはレシプロ式の切断刃であり、左走行部１Ｌの内側の走行フレーム１２に設置された側方刈取部アクチュエータである電動モータ４６によって駆動される。該電動モータ４６から刈取部６ａへの動力伝動は、フレキシブルワイヤー（図示しない）及びアーム４１の基端部に設置された駆動部４７を介して、行われる。
【００２８】
上記ガイドローラ７は、左右の走行部１Ｌ，１Ｒの外側面前端部にそれぞれ設けられる左右一対の部材であり、走行機体２が畦９を走行している際に畦９の両側部を左右のガイドローラ７，７で挟持することにより、走行機体２の左右バランスを保持するバランス部材となり、走行中に機体の畦９からずれることを防止している。
【００２９】
上記制御装置８は制御部４８を備えている。制御部４８はマイコン等から構成されており、前述した移動台３４上に載置固定されている。
【００３０】
次に、制御装置８について詳述する。
図４は制御装置の構成を示すブロック図である。制御装置８の制御部４８の入力側には、左走行部１Ｌの駆動方向及び駆動スピードを検知する左エンコーダ４９（左走行部速度検知手段）と、右走行部１Ｒの駆動方向及び駆動スピードを検知する右エンコーダ５１（右走行部速度検知手段）と、バランスウェイト４の走行機体２に対しての位置を検知するバランスウェイトポテンショ５２（バランスウェイト位置検知手段）と、アーム４１の基端部に設けられアーム４１の揺動角を検知するアームポテンショ５３（アーム揺動角検知手段）と、左側のサイドフレーム２１と左走行部１Ｌ前端部との間に設けられ機体の前部左側にかかる荷重を検知する左前荷重センサ５４（左前荷重検知手段，歪ゲージ）と、左側のサイドフレーム２１と左走行部１Ｌ後端部との間に設けられ機体の後部左側にかかる荷重を検知する左後荷重センサ５６（左後荷重検知手段，歪ゲージ）と、右側のサイドフレーム２１と右走行部１Ｒ前端部との間に設けられ機体の前部右側にかかる荷重を検知する右前荷重センサ５７（右前荷重検知手段，歪ゲージ）と、右側のサイドフレーム２１と右走行部１Ｒ後端部との間に設けられ機体の後部右側にかかる荷重を検知する右後荷重センサ５８（右後荷重検知手段，歪ゲージ）と、走行機体２の水平方向に対する前後傾斜角を検知する前後傾斜角検知手段５９と、走行機体２の水平方向に対する左右傾斜角を検知する左右傾斜角検知手段６１と、走行機体の向いている方位を検知する機体向き検知手段６２と、走行機体の絶対位置を検出するＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やＧＩＳ（Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等の機体位置検知手段６３と、側方作業機６の刈取面（傾斜面１１）を検知する刈取面検知手段６４と、機体周辺の状態を検知する周辺状態検知手段６６と、地表面に生えた雑草と作物との識別を画像処理による行うためにパワーボックス２８の下面に下方を向けた状態で設置されたカメラ６７とが接続されている。
【００３１】
上記前後傾斜角検知手段５９、左右傾斜角検知手段６１及び機体向き検知手段６２は単一のジャイロセンサによって構成される。また、上記刈取面検知手段６４が上記傾斜面１１の検知、傾斜面１１における側方作業機６の前方に形成された凹凸の検知、傾斜面１１の側方作業機６の前方に生えた雑草等（主に雑草、場合によっては作物も含む）の高さの検知等を行うことが可能な超音波センサ又は赤外線センサ等の光電センサにより構成されている。また、上記周辺状態検知手段６６は前方作業機４の左右両側部にそれぞれ前方を向けられた状態で設けられた超音波センサ又は光電センサにより構成され、畦９の検知、走行面の凹凸の検知、走行機体２の前方に生えた雑草又は作物の高さの検知等を行う。
【００３２】
制御部４８の出力側には前述した左走行部駆動手段３１Ｌ、右走行部駆動手段３１Ｒ、左走行部制動手段３２Ｌ、右走行部制動手段３２Ｒ、バランスウェイト移動アクチュエータ３６、アーム揺動アクチュエータ４４、前方刈取部アクチュエータ３８及び後方刈取部アクチュエータ４６が接続されている。
【００３３】
くわえて、制御部４８には記憶部６８及び通信部６９が接続されている。記憶部６８には制御部４８に入力されてくる各種データが記憶されている他、複数の作業ポイントが記憶されている。
【００３４】
上記作業ポイントは本走行型刈取機の予定走行路上に所定間隔で設定される予定通過ポイントであり、グローバルな座標データで表され、機体位置検出手段６３としてＧＰＳを用いる場合にはＧＰＳ座標、ＧＩＳを用いる場合にはＧＩＳ座標になる。走行型刈取機は所定の作業ポイントを通過すると次の作業ポイントに向かって自律走行できるように構成されている。
【００３５】
上記通信部６９によって本走行型刈取機を遠隔操作手段である外部コントローラ７１により操作できる。具体的には、上記通信部６９と外部コントローラ７１に設けられた通信部７２とが無線通信可能に構成されており、オペレータが外部コントローラ７１の操作具７３を操作すると制御部４８にその操作信号が入力され、該操作信号に従って走行型刈取機が動作する。走行型刈取機が以上のように遠隔操作可能に構成されることによって、機体が転倒したような場合でも、オペレータは機体から離れた位置にいるため、機体と接触する可能性が低くなる。
【００３６】
なお、上記カメラ６７による画像処理について説明すると、まず、図５（Ａ）に示すようにカメラ６７によって地表面の画像を撮影する。次に、同図（Ｂ）に示すように、植物の緑色を基準として取得した画像の２値化を行う。次に、同図（Ｃ）に示すように、２値化した画像を複数のブロックに区画（同図に示す例では３２×３２に区画）する。
【００３７】
ここで、撮影した部分は本走行型刈取機によって日常的に刈取作業が行われている部分であると仮定すると、雑草が写っているブロック中にはまばらに緑色が含まれるのみであるのに対して、作物が写っているブロックには高割合で緑色が含まれていることが予想される。このため、各ブロックにおいて全体に占める緑の部分の面積比が８５パーセント以上であるブロックを作物ブロック７４ａとして識別し、２０パーセント以上８５パーセント未満であるブロックを雑草ブロック７４ｂとして識別し、２０パーセント未満であるブロックを土壌ブロック７４ｃとして識別する。
【００３８】
次に、同図（Ｄ）に示すように、作物ブロック７４ａが少なく雑草ブロック７４ｂが多いエリアを検出し、検出されたエリアを刈取作業が可能な刈取アリア７６として識別する。以上のようにして刈取エリア７６の検知を行うことにより、作物の条列方向の株間に生えた雑草の刈取作業が可能になる。
【００３９】
次に、制御装置８の処理フローについて説明する。
図６は制御装置の処理フロー図である。まず処理が開始されるステップＳ１に進む。ステップＳ１では機体が自律走行モードであるか否かの検出を行い、自律走行モードであればステップＳ２に進む。ステップＳ２では、機体位置検知手段６３からのグローバル座標データを利用するモードであるか否かの検出を行い、利用するモードであればステップＳ３に進む。
【００４０】
ステップＳ３では、記憶部６８に記憶されている作業ポイントから算出される作業エリア内に機体がいるか否かの検出を行い、作業エリア内にいない場合にはステップＳ４に進み、作業エリア内にいる場合にはステップＳ５に進む。ステップＳ４では、機体を作業ポイントまで移動させ、ステップＳ５に進む。また、ステップＳ２において、機体位置検知手段６３からのグローバル座標データを利用しないモードであることが検出された場合にも、ステップＳ５に進む。
【００４１】
ステップＳ５では畦９の検出を行いステップＳ６に進む。また、ステップＳ５では、走行面の凹凸、機体前方に生えた雑草や作物の高さの検知も行う。ステップＳ６では刈取面検知手段６４等を利用して傾斜面１１の検知を行いステップＳ７に進む。また、ステップＳ６では、傾斜面１１の凹凸、傾斜面１１に生えた雑草等の高さの検知も行う。ステップＳ７では、ステップＳ６において検知した傾斜面に沿うように側方作業機６を下方揺動させる。また、この際、ステップＳ６において、傾斜面１１の凹凸が少なく、生えている雑草等もそれほど高くない場合は、アーム４１を補助輪４２が傾斜面に接地する位置まで下降させ、側方作業機６を安定姿勢に切り換える。そして、ステップＳ８に進む。
【００４２】
ステップＳ８では、４つの荷重センサ５４，５６，５７，５８及びジャイロセンサ５９，６１，６２を用いて走行機体２の重心計測を行い、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、ステップＳ８で計測したデータに基づいて走行機体２の重心が左右均等になるようにバランスウェイト３を走行機体２に対して移動駆動させ、ステップＳ１０，Ｓ１１に進む。ステップＳ１０、Ｓ１１では、前方作業機４の刈取部４ａ及び側方作業機６の刈取部６ａを駆動させ、ステップＳ１２に進む。
【００４３】
ステップＳ１２では、機体を畦に沿って走行駆動させ畦９及びのり面１１の刈取作業を開始する。また、この際、機体前方に凹凸がある場合や、機体の重心制御がバランスウェイト３の走行機体２に対する移動のみでは不足している場合には、左右の走行部１Ｌ，１Ｒの一方に対して他方を高速又は低速で駆動させることにより走行機体２の左右及び前後バランスを保持し、設定走行路を安定して走行するように重心制御を行う。そして、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、機体が作業終了位置に到着したが否かの検出を行い、作業終了位置に到着していれば処理を終了し、到着していなければステップＳ２に処理を戻す。
【００４４】
また、ステップＳ１において、自律走行モードでないことが検出されると、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、外部コントローラ７１からの操作信号に応じて、走行型刈取機を動作させ、ステップＳ１に処理を戻す。なお、外部コントローラ７１によって、自律走行モードへの切換を行うことも可能である。
【００４５】
なお、本走行型刈取機では動力発生装置としてエンジンを用いたが、高出力の電動モータを用いてもよい。この場合には、左走行部駆動用のモータと右走行部駆動用のモータを各別に設けることにより、左走行部駆動手段３１Ｌ及び右走行部駆動手段３１Ｒを構成する。
【００４６】
また、本走行型刈取機ではガイドレール３３を走行機体に固定しているが、ガイドレール３３を走行機体２に対して水平回動可能に支持してもよい。この場合には、ガイドレール３３をアクチュエータにより水平回動駆動するとともに、バランスウェイト移動アクチュエータ３６によりバランスウェイト３を移動駆動させることにより、走行機体２の左右バランスの調整にくわえて、前後バランスの調整が可能になる。
【００４７】
また、本走行型刈取機に用いたガイドレール３３をボールネジ（図示しない）により構成してもよい。この場合には、移動台３４にナット部（図示しない）を設け、ボールネジと移動台３４のナット部とを係合させ、バランスウェイト移動アクチュエータ３６によってボールネジを回転駆動させることにより、バランスウェイト４の移動させる。
【００４８】
また、本走行型刈取機では、前方作業機４及び側方作業機６の刈取部４ａ，６ａにレシプロ式の刈取刃を用いたが、円盤状の刈取刃を用いてもよい。
【００４９】
さらに、本走行型刈取機に遺伝的アルゴリズム、ニューラルネットワーク等の学習アルゴリズムを搭載し、複雑な地形や環境への対応力を向上させるようにしてもよい。
【００５０】
以上、畦９を走行しながら走行面及びのり面１１に生えた雑草又は作物の刈取作業を行う走行型刈取機について説明したが、以下、条列方向の株間除草に特化した走行型刈取機について、前述の実施形態に係る走行型刈取機と異なる構成について説明する。図７、８及び９は他の実施例である走行型刈取機の正面図、側面図及び平面図である。
【００５１】
本走行型刈取機では、機体を構成する部材のうち、左右の走行部１Ｌ，１Ｒと、左右のガイドローラ７，７と、左右のサイドケース２６，２６と、左右のサイドプレート２７，２８と、横フレーム２２と、バッテリー３と、制御部４８とを前述の走行面及びのり面１１に生えた雑草又は作物の刈取作業を行う走行型刈取機のものと兼用し、これらの部材の取付位置や固定位置等を変更する。
【００５２】
具体的には、各走行部１Ｌ，１Ｒの前端部から上方に突出するようにサイドプレート２７を取付固定し、後端部から上方に突出するようにサイドケース２６を取付固定している。そして、左右のサイドプレート２７の上端部間を横フレーム２２により連結固定し、平面視略直方体形状に枠組された上部フレーム７７を左右のサイドプレート２７，２７の上端面及びパワーボックス２８の前面に溶接等で固着している。制御部４８はパワーボックス２８の上面に固定し、バッテリー３は上部フレーム７７の後部右隅に固設している。また、各サイドプレート２７の下端部にガイドローラ７を内側に向けて設けている。
【００５３】
上部フレーム７７の左側から右側に亘り左右方向の移動レール７８が架設されている。該移動レール７８は前後移動自在に上部フレーム７７に支持され、前後移動アクチュエータである電動モータ７９によって前後移動駆動される。移動レール７８には、移動レール７８の軸方向に移動可能な上下方向の刈取アーム８１が支持されている。刈取アーム８１は左右移動アクチュエータである電動モータ８２によって刈取アーム８１を移動レール７８の軸方向に移動駆動される。くわえて、刈取アーム８１は移動レール７８に対して上下移動自在にも支持されており、上下移動アクチュエータである電動モータ８３によって上下移動駆動される。上記刈取アーム８１の中途部にはカメラ６７が設けられ、下端部には除草ロータ等の刈取部８４が設けられている。
【００５４】
本走行型刈取機の作用について説明すると、圃場の作物の条列方向と機体の前後方向が一致するように機体を移動又は旋回駆動させ、左右の走行部１Ｌ，１Ｒ間に雑草及び作物を位置させる。なお、条列方向に盛土８６が形成され且つ該盛土８６に作物が植えられている場合には、左右のガイドローラ７，７によって盛土８６の両側部を挟持することにより、機体の条列方向に沿った走行が容易になる。
【００５５】
そして、条列方向に沿って機体を所定距離前進移動させた後、上記カメラ６７を用いた前述の画像処理により、条列方向の株間において雑草が生えているエリアを刈取エリア７６として検知する。そして、前後移動アクチュエータ７９及び左右移動アクチュエータ８２によって上記刈取エリア７６の上方まで刈取部８４を移動させた後、上下移動アクチュエータ８３によって刈取部８４を下降させ、刈取エリア７６に生えた雑草の刈取作業を行う。刈取エリア７６の刈取作業が完了すると、刈取部８４を上昇させ、再び機体を所定距離前進移動させて前述の処理を繰り返す。以上にようにして、自動化が困難である条列方向の株間の除草作業を行うことができる。
【００５６】
以上のようにして、目的が異なる２つの走行型刈取機を、構成部品の多くを共通にして製造することができるので、製造コスト等の面でメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を適用した走行型刈取機の正面図である。
【図２】本発明を適用した走行型刈取機の側面図である。
【図３】本発明を適用した走行型刈取機の平面図である。
【図４】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】カメラによる画像処理の処理を示す図面であり、（Ａ）はカメラによって撮影した画像であり、（Ｂ）はカメラによって撮影した画像を２値化した画像であり、（Ｃ）は区画したブロックが作物ブロック、雑草ブロック、土壌ブロックの何れであるかを識別した画像であり、（Ｄ）は刈取エリアを識別した画像である。
【図６】制御装置の処理フロー図である。
【図７】他の実施例である走行型刈取機の正面図である。
【図８】他の実施例である走行型刈取機の側面図である。
【図９】他の実施例である走行型刈取機の平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１Ｌ 左走行部（走行部）
１Ｒ 右走行部（走行部）
２ 走行機体
３ バランス部材（バランスウェイト，バッテリー）
６ 側方作業機（作業機）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右に走行部（１Ｌ），（１Ｒ）を有する走行機体（２）と、走行機体（２）の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機（６）とを備えた走行型刈取機において、走行機体（２）の左右側方の一方で刈取作業を行う際に他方で走行機体（２）の左右バランスを保持するバランス部材（３）を設けた走行型刈取機。
【請求項２】
バランス部材（３）が走行機体（２）に対して移動可能に支持されたバランスウェイトである請求項１の走行型刈取機。
【請求項３】
走行部（１Ｌ），（１Ｒ）をクローラによって構成し、左右の走行部（１Ｌ），（１Ｒ）の駆動スピード差により走行機体（２）の左右及び前後バランスを制御する請求項１又は２の走行型刈取機。
【請求項１】
左右に走行部（１Ｌ），（１Ｒ）を有する走行機体（２）と、走行機体（２）の側方で除草又は収穫のための刈取作業を行う作業機（６）とを備えた走行型刈取機において、走行機体（２）の左右側方の一方で刈取作業を行う際に他方で走行機体（２）の左右バランスを保持するバランス部材（３）を設けた走行型刈取機。
【請求項２】
バランス部材（３）が走行機体（２）に対して移動可能に支持されたバランスウェイトである請求項１の走行型刈取機。
【請求項３】
走行部（１Ｌ），（１Ｒ）をクローラによって構成し、左右の走行部（１Ｌ），（１Ｒ）の駆動スピード差により走行機体（２）の左右及び前後バランスを制御する請求項１又は２の走行型刈取機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２７９９１（Ｐ２００９−２７９９１Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９６７６９（Ｐ２００７−１９６７６９）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（５０４１５５２９３）国立大学法人島根大学 (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（５０４１５５２９３）国立大学法人島根大学 (113)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]