作业车辆的制作方法

1.本发明涉及中耕机等作业车辆。


背景技术：

2.已知一种作业车辆，其具备设定行驶区域，并生成行驶区域中的车辆的行驶路径的路径生成部，沿生成的路径自主行驶，其中，行驶区域包括第一区域和第二区域，上述第一区域包括作业机进行作业的作业路径，上述第二区域设定于第区域的周围，在第二区域中指示开始作业的情况下，若车身朝向的方位角与从当前位置起相对于作业开始点的方位角的角度差处于预定的范围内，则在从当前位置行驶到作业路径的开始位置后，开始作业(参照专利文献1)。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利6594805号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的课题
7.但是，在现有的技术中，有时在向作业的开始位置移动时，在最外周的田端行驶，有时将田埂等误探测为障碍物而使车辆停止。
8.本发明的目的在于，提供能够顺滑地可靠地移动至自动驾驶行驶路径的作业开始点的作业车辆。
9.用于解决课题的方案
10.第一发明为一种作业车辆，其具备在设定于农田的内侧的往复行驶路径和田端行驶路径中行驶的行驶车身，上述往复行驶路径是反复进行往复行驶的路径，上述田端行驶路径是沿上述往复行驶路径的外周形状行驶的路径，上述作业车辆的特征在于，上述田端行驶路径将一圈作为一个工序，设定多个工序，具备控制部，该控制部当接收到自动作业行驶的开始指示时，使上述行驶车身自动沿上述田端行驶路径中的除了最外周的工序的工序移动至上述往复行驶路径中的作业开始点。
11.第二发明根据第一发明的作业车辆，其特征在于，只要上述行驶车身的位置相对于除了上述最外周的工序的上述田端行驶路径的距离处于预定的范围，上述控制部就使上述行驶车身自动移动至上述往复行驶路径的上述作业开始点。
12.第三发明根据第二发明的作业车辆，其特征在于，在除了上述最外周的工序的上述田端行驶路径的工序存在多个工序的情况下，若上述行驶车身的位置相对于其中至少一个工序的距离处于预定范围，则上述控制部使上述行驶车身沿处于上述预定范围的工序自动移动至上述作业开始点。
13.第四发明根据第二发明的作业车辆，其特征在于，在除了上述最外周的工序的上述田端行驶路径的工序存在多个的情况下，上述控制部使上述行驶车身沿最靠近自己位置
的工序自动移动至上述作业开始点。
14.第五发明根据第一～第四发明的作业车辆，其特征在于，具备对上述作业车辆的位置进行定位的定位装置，上述控制部具有农田的区域的信息及上述作业车辆的作业宽度的信息，在假定上述作业车辆从当前的位置前进预定距离的情况下，利用上述定位装置定位到的上述作业车辆的位置，判断上述作业车辆的一部分是否从上述农田的区域脱离，只要未脱离，就使上述行驶车身自动移动至上述往复行驶路径中的上述作业开始点。
15.发明的效果
16.根据第一发明，能够防止将田埂等误探测为障碍物而使车辆停止，能够顺滑地移动至作业行驶路径的作业开始点。
17.根据第二发明，若应沿着的田端行驶路径过远，则存在由于意外的动作而破坏农田的风险，第二本明能够防止该情况。通过将应沿着的田端行驶路径处于附近作为自动驾驶开始的条件，从而能够顺滑地开始移动。
18.根据第三发明，在具有多个行驶路径的情况下，若任一个处于预定的范围，则能够开始自动驾驶，因此是方便的。
19.根据第四发明，通过沿最靠近自己位置的工序移动，能够顺滑地开始移动。能够容易地进行该自动驾驶开始前的基于人工驾驶的移动。
20.根据第五发明，即使开始移动，也能够避免陷入从农田区域脱离的不能移动的状况，能够顺滑地开始移动。
附图说明
21.图1是本发明的实施方式涉及的作业车辆的侧视图。
22.图2是该作业车辆的控制部的结构图。
23.图3是表示该作业车辆的农田行驶的行驶路径的概略俯视图。
24.图4是用于说明该作业车辆的行驶路径的概略俯视图(情况之一)。
25.图5是用于说明该作业车辆的行驶路径的概略俯视图(情况之二)。
26.图6是用于说明该作业车辆的行驶路线的概略俯视图(情况之三)。
27.图7是用于说明该作业车辆的行驶路线的概略俯视图(情况之四)。
具体实施方式
28.以下，参照附图，对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是作为本发明的实施方式的作业车辆的一例的牵引车的侧视图。
29.首先，参照图1，对牵引车1的整体结构进行说明。
30.作为作业车辆的牵引车1是一边自行驶一边在农田等进行作业的农业用牵引车。另外，牵引车1除了操纵者(也称为作业者)搭乘，一边在农田内行驶一边执行预定的作业，还通过以后述的控制部40(参照图2)为中心的控制系对各部的控制，一边在农田内自动行驶一边执行预定的作业。
31.另外，以下，前后方向是牵引车1直线前进时的行进方向，将行进方向的前方侧规定为“前”，将后方侧规定为“后”。牵引车1的行进方向是在直线前进时，从后述的操纵席8朝向方向盘9的方向(参照图1)。
32.左右方向是相对于前后方向水平正交的方向。以下，朝向“前”侧，规定左右。即，在牵引车1的操纵者(也称为“作业者”)落座于操纵席8朝向前方的状态下，左手侧为“左”，右手侧为“右”。
33.上下方向是铅垂方向。前后方向、左右方向以及上下方向彼此正交。此外，各方向是为了便于说明而定义的，并非通过这些方向限定本发明。另外，以下有时将牵引车1称为“机体”。
34.如图1所示，牵引车1具备行驶车身2和作业机w。行驶车身2具备车架3、前轮4、后轮5、发动机罩6、发动机e、操纵部7以及变速箱10。车架3是行驶车身2的主架。
35.前轮4为左右一对，主要为转向用的车轮(转向轮)。后轮5为左右一对，主要为驱动用的车轮(驱动轮)。牵引车1也可以构成为能够切换后轮5驱动的两轮驱动(2wd)和前轮4及后轮5一起驱动的四轮驱动(4wd)。该情况下，驱动轮是前轮4及后轮5双方。此外，行驶车身2也可以取代车轮(前轮4及后轮5)而具备履带装置。该情况下，行驶履带为驱动轮。
36.发动机罩6在行驶车身2的前部开闭自如地设置。发动机罩6能够以后部为转动中心沿上下方向转动(开闭)。另外，发动机罩6在关闭的状态下覆盖搭载于车架3上的发动机e。发动机e是牵引车1的驱动源，是柴油机、汽油机等热力机。
37.操纵部7设于行驶车身2的上部，且具备操纵席8、方向盘9等。此外，操纵部7也可以通过被设于行驶车身2的上部的驾驶室7a覆盖而形成。操纵席8是操纵者的座席。在将前轮4转向的情况下，操纵者操作方向盘9。此外，操纵部7在方向盘9的前方具备显示各种信息的显示部(仪表板)。
38.另外，操纵部7具备前进/后退杆、加速杆、主变速杆、副变速杆等各种操作杆、加速踏板、制动踏板、离合器踏板等各种操作踏板。
39.变速箱10容纳变速器(变速机构)。变速器10将从发动机e传递的动力(旋转动力)适当减速，并传递至作为驱动轮的后轮5、pto(power take-off，动力输出装置)轴。
40.在行驶车身2的后部连结有在农田内进行作业的作业机w，传递驱动作业机w的动力的pto轴从变速箱10向后方突出。pto轴将被变速器进行了适当减速的旋转动力传递至装配于行驶车身2的至少后部的作业机w。
41.另外，在行驶车身2的后部设有使作业机w升降的升降装置12。升降装置12通过使作业机w上升而使作业机w移动到非作业位置。另外，升降装置12通过使作业机w下降而使作业机w移动到对地作业位置。
42.作业机w是在农田内进行作业的机械。在图1所示的例中，作业机w是在农田中进行耕耘作业的旋转中耕机w1。旋转中耕机w1利用从pto轴传递来的动力使耕耘爪旋转，从而对农田面(土壤)进行耕耘。
43.另外，牵引车1具备图2所示的控制部40。控制部40控制发动机e(40a是发动机ecu)，并且控制行驶车身2的行驶速度(40b是行驶系ecu)。另外，控制部40控制作业机w。40c是存储各种数据的存储部。
44.另外，牵引车1具备定位装置30。定位装置30设于行驶车身2的上部，测定行驶车身2的位置。定位装置30例如为gnss(global navigation satellite system，全球导航卫星系统)，能够接收来自在太空环绕的航天卫星sa的电波进行定位及计时。
45.另外，牵引车1具备障碍物传感器20。障碍物传感器20具备前方传感器21和后方传
感器22。前方传感器21例如通过安装于设于发动机罩6的前方的传感器安装撑杆13等而配置于行驶车身2的前部，对存在于行驶车身2的前方的物体(障碍物)进行探测。后方传感器22例如通过安装于驾驶室7a的上部等而配置于行驶车身2的后部上侧，对存在于行驶车身2的后方的物体(障碍物)进行探测。
46.另外，前方传感器21及后方传感器22均为中距离传感器，优选为红外线传感器。红外线传感器放射红外线光束，并探测来自障碍物的反射光。
47.前方传感器21及后方传感器22例如能够通过测定在放射红外线光束后到探测到来自测定障碍物的反射光的时间，探测相距障碍物的距离。作为红外线传感器的前方传感器21及后方传感器22二维地探测障碍物，例如为几米到几十米左右的探测范围。此外，作为障碍物传感器20，也可以使用红外线传感器以外的其它中距离传感器。例如，为超声波传感器等。100是远程操作装置(遥控器)，关于牵引车1，通过作业者对远程操作装置100的操作，可以进行远程操作。
48.接下来，说明利用上述牵引车1对农田进行耕耘的方法的概要。
49.图3是表示牵引车1的一般的行驶路径等的图。在此，50是农田，50a是进行农田50的大致中央的往复行驶的主要范围区域，50b表示主要范围区域50a的外侧的田端区域。51是田埂，52是出入口。田端区域50b中的田端行驶路径以一圈为一个工序，设定多个工序(三个)。
50.如点划线所示地，牵引车1在主要范围区域50a进行往复自动作业行驶后，在紧绕其外周形状的田端区域50b进行一圈自动作业行驶，临时停止在停止位置50c。r1a是其往复行驶路径，r1a－1表示该往复行驶中的第一个行驶线。另外，r1b是该田端区域50b内的最内侧的一圈行驶路径，如上述地，是自动作业行驶路径。
51.这样的路径预先存储于控制部40的存储部40c，行驶系ecu40b一边对照由定位装置30接收的卫星信号和该预存储的路径数据，一边操作转向装置9、变速装置10，使牵引车1进行自主作业行驶。
52.而且，关于田端区域50b的剩余的区域，如用实线所示地，在该临时停止位置50c，作业者53进入牵引车1，手动进行作业行驶。此外，该进入位置也可以是临时停止位置50c以外。
53.在此，r2a是田端区域50b内的最外侧的一圈行驶路径，也就是与田埂51相邻的行驶路径。另外，r2b是田端区域50b的正中的一圈行驶路径。也就是，在图3中，田端区域50b的行驶路径设定了三条(r1b、r2a、r2b)绕圈行驶路径。此外，田端区域50b的外侧两条行驶路径r2a、r2b即使为手动进行作业行驶，也预先将这些行驶路径r2a、r2b的数据存储于控制部40的存储部40c。例如，用于在作业者53的手动驾驶中，在从这些行驶路径r2a、r2b大幅背离的情况下进行警告等。
54.在这样的牵引车1的行驶中，s是上述主要范围区域50a中、也就是往复行驶路径r1a中的自动作业行驶的作业开始点。
55.现在，将在接收到自动作业行驶的开始指示的情况下，为了使位于田埂51的出入口52的牵引车1在往复行驶的主要范围区域50a进行自动作业行驶而控制部40使牵引车1自动移动至该作业开始点s的方法分成几种情况进行说明。
56.此外，该移动是不进行作业的状态下的自动行驶。另外，关于农田50的形状，如图4
至图7所示地，以大矩形的情况为例，表示位置的“上下、左右”为这些图面上的定义。
57.(1)如图4所示，作业开始点s为出入口52的对角侧的情况下，通过控制部40如以下地使牵引车1进行非作业的自动行驶。
58.即，位于出入口52的牵引车1选择田端区域50b中的三个行驶路径r1b、r2a、r2b中的最外周路径r2a以外的最内侧路径r1b或正中的r2b作为路径进行自动行驶。这是因为，当在最外周路径r2行驶时，容易引起农田区域脱离，存在频繁停止的倾向。在以下的各情况下，也由于同样的理由，不使用最外周路径r2a。
59.例如，在最内周的路径r1b行驶的情况下，在右边的路径r1b－1行驶，再转弯rd1移向上边r1b－2，再转弯rds1，移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。该转弯rd1转弯大致直角，因此该转弯径比较大，可以进行缓慢的控制。不使用所谓的方刹车。
60.或者，在以正中的路径r2b为路径的情况下在右边的路径r2b－1行驶，再转弯旋回rd2移向上边r2b－2，在转弯rds2，移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。该转弯rd2也转弯大致直角，因此该转弯径较大，可以是缓慢的控制。不使用所谓的方刹车。
61.在这样的转弯rd1、rd2中，与进行通常的作业的在田端的机器人行驶(转弯方法)不同，不进行前进后退动作。由此，不会破坏田端的表面，另外，不会带入多余的动作，因此能够迅速移动至作业开始点s。当然，为了实现控制软件的共通化，也可以进行后退动作。此外，可以进行侵入作业开始点s后的后退动作。
62.(2)如图5所示，在作业开始点s位于与出入口52相同的侧的上方的情况下，通过控制部40如下地使牵引车1进行非作业的自动行驶。
63.即，位于出入口52的牵引车1自动选择田端区域50b中的三个行驶路径r1b、r2a、r2b中的最外周路径r2a以外的最内侧的路径r1b或正中的r2b为路径进行自动行驶。
64.例如，在最内周的路径r1b行驶的情况下，在右边的路径r1b－1行驶。进而，在转弯rds3，移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。该转弯rds3不是上述的直角转弯，而是载上大致平行的线，因此需要进行例如一点转弯等比上述的直角转弯急的转弯。即，在左右各自的后轮5具备可以进行单侧独立制动的单侧刹车的制动装置，利用单侧刹车进行一点转弯。
65.或者，在以正中的路径r2b为路径的情况下，在右边的路径r2b－1行驶，再转弯rds4，移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。
66.该转弯rds4不是上述的直角转弯，而是载上大致平行的线，因此需要进行例如一点转弯(利用刹车等)等比直角转弯急的转弯。
67.进一步地，即使相同的一点转弯，若比较正中的路径r2b的情况下的转弯rds4和上述的最内周的路径r1b的情况下的转弯rds3，则由于至行驶线r1a－1的距离不同，因此最内周的路径r1b的情况下的转弯rds3需要更急的转弯。
68.即，在从相对于往复行驶路径的作业开始点s存在的路径部分设定为平行的角度的田端行驶路径的路径部分中的最内周的田端行驶路径r1b的部分以外的路径r2b向作业开始点s转弯移动的情况下，与从最内周的田端行驶路径r1b的部分向作业开始点s转弯移动的情况相比，削弱单侧刹车制动力。
69.(3)如图6所示，在作业开始点s位于出入口52的左侧下方，牵引车1未朝向作业开始点s侧的情况下，通过控制部40如以下地使牵引车1进行非作业的自动行驶。
70.即，位于出入口52的牵引车1选择田端区域50b中的三个行驶路径r1b、r2a、r2b中的最外周路径r2a以外的最内侧的路径r1b或正中的r2b作为路径进行自动行驶。
71.例如，在最内周的路径r1b行驶的情况下，在右边的路径r1b－1行驶，再转弯rd1而移向上边r1b－2，再转弯rd3而移向左边的路径r1b－3。进一步地，转弯rds5，移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。
72.该转弯rds5不是直角转弯，而是载上大致平行的线，因此需要进行例如一点转弯(利用刹车等)等比直角转弯急的转弯。
73.或者，在以正中的路径r2b为路径的情况下，在右边的路径r2b－1行驶，再转弯rd2而移向上边r2b－2，再转弯rd4而移向左边的路径r1b－3。该路径与上述的在最内周的路径r1b行驶的情况相同。进一步地，转弯rds5，移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。此外，也可以在转弯rd4后，利用左边的正中的路径r2b－3。
74.这些转弯rd3和转弯rd4转弯大致直角，因此只要较缓慢地转弯即可。不使用所谓的方刹车。
75.另外，在这样的转弯rd3、rd4中，与进行通常的作业的在田端的机器人行驶(转弯方法)不同，不进行前进后退动作。由此，不会破坏田端的表面，另外，不会带入多余的动作，因此能够迅速移动至作业开始点s。当然，为了实现控制软件的共通化，也可以进行后退动作。此外，可以进行侵入作业开始点s后的后退动作。
76.(4)如图7所示，在作业开始点s位于出入口52的左侧下方的情况下，且在牵引车1的朝向与图6不同，朝向作业开始点s侧的情况下，通过控制部40如下地使牵引车1进行非作业的自动行驶。
77.即，牵引车1的行驶原则上绕逆时针，但存在如下情况：在绕顺时针的情况下，作业开始点s位于最近的位置，且牵引车1更朝向作业开始点s。
78.此时，位于出入口52的牵引车1选择田端区域50b中的三个行驶路径r1b、r2a、r2b中的最外周路径r2a以外的最内侧的路径r1b或正中的r2b作为路径向左侧进行自动行驶。
79.例如，在最内周的路径r1b行驶的情况下，在下边的路径r1b－4行驶，转弯rds6而移向往复行驶路径r1a的第一个行驶线r1a－1。该转弯rds6转弯大致直角，因此该转弯径较大，可以是缓慢的控制。
80.或者，在以正中的路径r2b为路径的情况下，在下边的路径r2b－4行驶，转弯rds7移向往复行驶路径r1a的第一条行驶线r1a－1。该转弯rds7转弯大致直角，因此该转弯径较大，可以是缓慢的控制。
81.然后，在以上的四种情况的任一情况下，在侵入作业开始点s后，前进预定距离，然后反过来一边自动操舵一边后退至作业开始点s而临时停止。此时也可以鸣响蜂鸣器。由此，可以不残留地进行作业。通过远程操作装置100使临时停止的牵引车1开始往复行驶路径r1a的作业行驶。
82.进一步地，作为变形例，在后退至作业开始点s后，再后退至农田50的田埂51近前1m，在此反过来前进，根据线在作业开始点s临时停止。由此，一边前进，一边进入作业开始点s，因此侵入角度稳定，作业开始时的直线前进性提高。
83.进一步地，优选的是，在如上述那样到达作业开始点s后，不临时停止，而是直接开始原本的作业行驶。这是因为，在临时停止的情况下，必须再进行遥控操作等使其开始，耗
费工时，效率差。
84.接下来，对开始上述的至作业开始点s的田端自动行驶时的条件进行说明。
85.1.在选择上述田端区域50b中的三个行驶路径r1b、r2a、r2b中的最外周路径r2a以外的最内侧的路径r1b的情况下，仅在牵引车1相距该路径r1b位于1m以内的情况下允许自动行驶。
86.这是因为，在距离较远的情况下，有可能引起意外的事故，或者载上路径的控制方法简单。1m是设计事项，可以进行设定变更。
87.另外，在选择正中的r2b作为路径的情况下，也需要牵引车1相距路径r2b位于1m以内。
88.2.在最内侧的路径r1b和正中的路径r2b适合作为路径的情况下，自动供选择相距当前的牵引车1的位置(自己位置)较近的路径。例如，在这两个路径均处于1m以内的情况下，自动选择更近的路径，载上路径。或者，作为其它的方法，也可以始终选择最内侧的路径r1b。
89.3.作为条件，还包括开始至作业开始点s的自动行驶时的牵引车1的方位状态相对于其附近的田埂51的线平行或在预定角度以内。这是为了确保安全性。
90.4.条件还在于，不仅开始至作业开始点s的自动行驶时的牵引车1的位置未区域脱离农田50，从该位置前进3m的情况下也不脱离农田。即，利用定位作业车辆的位置的定位装置30，控制部40具有农田的区域的信息及作业车辆的作业宽度的信息，在假定为作业车辆从当前的位置前进预定距离的情况下，利用定位装置30定位到的作业车辆的位置，判断作业车辆的一部是否从农田的区域脱离，只要在不脱离的情况下，就使行驶车身自动移动至往复行驶路径的作业开始点s。
91.5.作业开始点s相距当前的牵引车1的位置较近的情况下，例如在作业开始点s在靠近出入口52的位置的情况下，自动行驶被禁止。手动移动较为方便，因此自动行驶被禁止。
92.关于牵引车1的车速，由于至作业开始点s的田端区域和作业时的行驶载荷不同，控制部40可以分别设定至作业开始点s的田端区域的车速和作业时的车速。通过使在田端区域的车速更快，可实现时间缩短。
93.在作业时，往复行驶路径和田端区域行驶的车速可以分别设定。这样，无需在牵引车1从往复行驶路径进入田端区域行驶时通过平板电脑进行变速操作。
94.另外，在作业时，可以分别设定往复行驶路径、田端区域行驶中的转弯时的前轮驱动设定和自动刹车设定。这样，无需在牵引车1进入田端区域行驶时通过平板电脑一一进行变更操作。另外，能够避免忘记变更的结果、犁地性变差，或者脱离区域等的危险。
95.另外，在往复行驶路径中，在跳跃地进行作业的情况下，在隣接耕转换工序和其它工序分别进行前轮驱动设定和刹车设定。转换工序默认强刹车、全幅转弯，在其它工序中，默认不刹车、自动4wd。由此，无需一一通过平板电脑变更。另外，也能够避免脱离区域的危险性。
96.在手动地使牵引车1从出入口52移动到至上述作业开始点s进行田端自动行驶时的开始位置的情况下，只要在最内侧的路径r1b或正中的路径r2b的路径的1m以内移动即可。即，在无需手动地使牵引车1严格地载上这些路径。
97.此外，此时将该1m的范围显示于显示器，实际上手动地使牵引车1在该范围内移动时，优选将表示该动作的灯点亮为绿色。
98.生产上的可利用性
99.本发明能够提供能够顺滑地可靠地移动至自动驾驶行驶路径的作业开始点的作业车辆，因此可用于牵引车。