JP2018166441A - 自走式噴霧機の車輪機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 軌道外の圃場を人力で容易に走行可能にする。【解決手段】 本発明の車輪機構３は、自走式噴霧機の機体２の前部及び後部をそれぞれ支持し、圃場Ｈに敷設された軌道Ｒの上をそれぞれ走行する非駆動輪２０及び駆動輪２１を備え、非駆動輪２０は、回転自在に構成されており、駆動輪２１は、機体２に設けられた駆動手段により回転駆動されるように構成されている。駆動輪２１が設けられている機体２の後部側かつ下部に、昇降手段２２を介して配置されている補助車輪２３を備える。補助車輪２３は、回転自在かつ方向転回自在に構成されている。昇降手段２２を伸ばさせると、前記軌道外において、非駆動輪２０及び補助車輪２３によって圃場Ｈの上を走行可能になり、昇降手段２２を縮めさせると、前記軌道上において、非駆動輪２０及び駆動輪２１によって軌道Ｒの上を走行可能になるように構成されている。【選択図】 図６

Description

本発明は、作物や圃場に対し施肥、防除、潅水などをするために用いられ、圃場に敷設された軌道の上を走行する自走式噴霧機の車輪機構に関するものである。

従来技術としては、特許文献１に記載された農業用ロボット装置を例示する。この装置は、図７に示すように、軌道としてのレール１１１上を車輪で移動が可能な移動機構を具備した台車１０４に、電力により稼働する作業機構１０５と、該移動機構及び該作業機構に電力を供給するための電源ケーブル１０６を収納した電源ドラム１０７と、前記電源ケーブルを前記電源ドラムから繰り出しまたは巻き取り動作と前記移動機構の動作を連動して移動を行う制御装置１０８とを搭載した農業用ロボット１２０と、該農業用ロボットを搭載して、上記台車の直線方向と交差する方向に形成された畝間移動台車用通路１０９に設けられたレール１１０上を往復動する移動台車１２１とを連接してなっている。

特開２０１０−２３３４５９号公報（明細書の段落［００２３］〜［００２４］、図７及び図８）

ところが、従来の装置は、軌道を変更するための設備として、移動台車１２１と、畝間移動台車用通路１０９と、該畝間移動台車用通路１０９上に設置されるレール１１０とが必要になるため、コストが掛かるという課題がある。

そこで、軌道を変更するための設備を省き、人力で農業用ロボット１２０を移動させることも可能であるが、農業用ロボット１２０は移動機構、作業機構、電源ドラム及び制御装置を備えているため、かなりの重量があるため、作業負荷が大きいという課題がある。このとき、不十分な労働力の作業者（又は作業者ら）が強引に軌道変更を行おうとして、農業用ロボットを引きずると、車輪が摩耗したり、車輪を介して前記移動機構に無理な負荷が掛かったりし、車輪等の部品寿命が短くなるという課題もある。

前記課題を解決するために、第１の発明の自走式噴霧機の車輪機構は、
自走式噴霧機の機体の前部及び後部を、又は、同後部及び前部をそれぞれ支持し、圃場に敷設された軌道の上をそれぞれ走行する非駆動輪及び駆動輪を備え、
前記非駆動輪は、回転自在に構成されており、
前記駆動輪は、前記機体に設けられた駆動手段により回転駆動されるように構成されている自走式噴霧機の車輪機構であって、
前記前部と前記後部のうちの前記駆動輪が設けられている側における前記機体の下部に、昇降手段を介して配置されている補助車輪を備え、
前記補助車輪は、回転自在かつ方向転回自在に構成されており、
前記昇降手段を伸ばさせると、前記軌道外において、前記補助車輪が下降して圃場に接地し、それにより前記駆動輪が圃場の上方へ浮上して、前記非駆動輪及び前記補助車輪によって圃場の上を走行可能になり、
前記昇降手段を縮めさせると、前記軌道上において、前記補助車輪が上昇して圃場の上方へ浮上し、それにより前記駆動輪が前記軌道に接地して、前記非駆動輪及び前記駆動輪によって前記軌道の上を走行可能になるように構成されている。

この構成によれば、軌道変更時や、設置・収納時等に、前記駆動輪に代えて、回転自在かつ方向転回自在に構成された前記補助車輪を圃場に接地させることにより、該補助車輪と、回転自在に構成されている前記非駆動輪とにより、軌道外の圃場を人力で容易に走行させることができる。そのため、従来のように軌道を変更するための設備を設ける必要がなく、コストを低減できる。また、前記補助車輪は回転自在かつ方向転回自在に構成されており、前記非駆動輪は回転自在に構成されているので、圃場における前記機体の進行及び旋回を少ない労働力で行うことができ、そのときに従来のように車輪等の部品に無理な負担を掛けることがない。

第２の発明の自走式噴霧機の車輪機構としては、前記第１の発明において、
前記昇降手段は、その伸縮が人力の操作によって駆動されるように構成されている態様を例示する。

この構成によれば、前記昇降手段の伸縮を駆動する動力を供給する必要がないので、低コストに構成することができる。

第３の発明の自走式噴霧機の車輪機構としては、前記第２の発明において、
前記昇降手段は、前記人力の操作のうちの全部又は一部の操作の負担を軽減するパワーアシスト手段を備えている態様を例示する。

この構成によれば、作業者の負担を軽減することができる。

第４の発明の自走式噴霧機の車輪機構としては、前記第１の発明において、
前記昇降手段は、その伸縮が原動機の動力により駆動されるように構成されている態様を例示する。

この構成によれば、作業者に負担を掛けることなく前記昇降手段を作動させることができる。

第５の発明の自走式噴霧機の車輪機構としては、前記第１〜４のいずれかの発明において、
前記非駆動輪は、前記機体の左右にそれぞれ設けられており、該左右のものが互いに独立して回転自在に構成されている態様を例示する。

この構成によれば、前記機体をスムーズに旋回させることができ、そのときにおける前記非駆動輪の摩耗を軽減することができる。

本発明に係る自走式噴霧機の車輪機構によれば、軌道外の圃場を人力で容易に走行させることができるという優れた効果を奏する。

本発明を具体化した一実施形態に係る車輪機構を備えた自走式噴霧機を示す斜視図である。 昇降手段を伸ばさせた状態における同自走式噴霧機の側面図である。 昇降手段を伸ばさせた状態における同自走式噴霧機の背面図である。 昇降手段を伸ばさせた状態における同自走式噴霧機の底面図である。 昇降手段を伸ばさせた状態における車輪機構の側面図である。 昇降手段を縮めさせた状態における車輪機構の側面図である。 従来技術としての農業用ロボット装置を示す平面図である。

図１〜図６は本発明を具体化した一実施形態の車輪機構３を備えた自走式噴霧機１を示している。本例の自走式噴霧機１は、図１〜図４に示すように、機体２が車輪機構３に支持されている。機体２には、水、液肥、薬液等の液体を噴出する噴霧ノズル（図示略）を取り付けるための噴霧ノズル取付部４、該噴霧ノズルに前記液体を供給するホース（図示略）を巻き付けるためのリール６、前記ホースをリール６へガイドするホースガイド７、原動機としてのモータ８、該モータ８を作動させるためのバッテリー９、該モータ８の駆動力をリール６及び車輪機構３に伝動する伝動機構１０、地面に設置された磁石（畝の始点、終点等を示す。）を探知するための磁気センサ１１、該磁気センサ１１からの信号に応じてモータ８の動作を制御する制御装置１２、機体２の進行を人力で操作するためのハンドル１３等が搭載されている。なお、各図において、矢印Ｆは機体前側を指し示す。

車輪機構３は、機体２の前部及び後部をそれぞれ支持し、圃場Ｈに敷設された軌道Ｒの上をそれぞれ走行する非駆動輪２０及び駆動輪２１を備えるとともに、駆動輪２１が設けられている側である機体２の後部側における機体２の下部に、昇降手段２２を介して配置されている補助車輪２３を備えている。本例の軌道Ｒは、左右一対のパイプレールにより構成されている。

非駆動輪２０は、機体２の左右にそれぞれ設けられており、左右のものが互いに独立して回転自在に構成されている。各非駆動輪２０には、軌道上に位置決めするための環状凹溝２５が周面に形成されるとともに、軌道Ｒからの脱輪を防止するためのフランジ部２６が両側面に形成されている。

駆動輪２１は、機体２の左右にそれぞれ設けられており、駆動手段としてのモータ８及び伝動機構１０により回転駆動されるように構成されている。各駆動輪２１にも、非駆動輪２０と同様に、環状凹溝２５及びフランジ部２６が形成されている。

昇降手段２２は、機体２の前後方向に延びる左右一対の回動アーム３０と、該一対の回動アーム３０の先端部に架け渡されて取り付けられた昇降台３１と、該昇降台３１及び機体２の間を上下に連結する左右一対の折り畳み式リンク３２と、一方（本例では右側）の折り畳み式リンク３２に取り付けられた操作レバー３３と、折り畳み式リンク３２の展開をアシストするパワーアシスト手段３４とを備えている。

回動アーム３０は、前端部が左右方向に延びる軸３０ａを介して機体２の下部の側面に回動自在に支持されている。

一対の折り畳み式リンク３２は、両者が一体的に動作するように、上端部が左右方向に延びる上軸３２ａを介して機体２に軸支されており、下端部が左右方向に延びる下軸３２ｂを介して昇降台３１に支持されている。各折り畳み式リンク３２は、長さ方向の略中央部で上部片３５及び下部片３６に分割形成されており、該上部片３５及び下部片３６が左右方向に延びる関節軸３２ｃを介して連結されている。関節軸３２ｃを介しての上部片３５及び下部片３６の相対的な回動範囲は、ピン３２ｄにより、両者が略直線状に伸びた状態（図５参照）から、関節軸３２ｃを後方に移動させて両者が２つ折りに折り畳まれた状態（図６参照）までの間に制限されている。折り畳み式リンク３２の上部片３５は、反関節軸側に延長されてなる延長部３５ａを備えている。

本例のパワーアシスト手段３４は、一端部が左右方向に延びる軸３４ａを介して機体２の下部の一方（本例では右側）の側面に軸支され、他端部が左右方向に延びる軸３４ｂを介して一方（本例では右側）の上部片３５における延長部３５ａに軸支されている圧縮弾性体となっている。このパワーアシスト手段３４は、折り畳み式リンク３２を展開させる方向へ付勢することにより、折り畳み式リンク３２を直線状に伸びた状態に展開させるときの人力の操作の負担を軽減するようになっている。

操作レバー３３は、一方（本例では右側）の折り畳み式リンク３２の上部片３５に取り付けられている。人力の操作によって操作レバー３３を、前方に回動させると折り畳み式リンク３２が２つ折りに折り畳まれ（昇降手段２２が縮めさせられ）、後方に回動させると折り畳み式リンク３２が略直線状に展開される（昇降手段２２が伸ばされる）ようになっている。

補助車輪２３は、昇降台３１の左右にそれぞれ設けられており、昇降手段２２が伸ばされることにより機体２が非駆動輪２０及び補助車輪２３で支持された状態において、それぞれが水平方向に延びる軸２３ａを中心に回転自在、かつ、上下方向に延びる軸２３ｂ（図４参照）を中心に方向転回自在となるように構成されている。

次に、本例の車輪機構３の操作及び動作について説明すると、操作レバー３３を手動操作することにより、昇降手段２２を伸ばさせると、前記軌道外において、補助車輪２３が下降して圃場Ｈに接地し、それにより駆動輪２１が圃場Ｈの上方へ浮上して、非駆動輪２０及び補助車輪２３によって圃場Ｈの上を走行可能になる（図５参照）。また、操作レバー３３を手動操作することにより、昇降手段２２を縮めさせると、前記軌道上において、補助車輪２３が上昇して圃場Ｈの上方へ浮上し、それにより駆動輪２１が軌道Ｒに接地して、非駆動輪２０及び駆動輪２１によって軌道Ｒの上を走行可能になる（図６参照）。

以上のように構成された本例の自走式噴霧機１の車輪機構３によれば、軌道変更時や、設置・収納時等に、駆動輪２１に代えて、回転自在かつ方向転回自在に構成された補助車輪２３を圃場Ｈに接地させることにより、該補助車輪２３と、回転自在に構成されている非駆動輪２０とにより、軌道外の圃場Ｈを人力で容易に走行させることができる。そのため、従来のように軌道Ｒを変更するための設備を設ける必要がなく、コストを低減できる。また、補助車輪２３は回転自在かつ方向転回自在に構成されており、非駆動輪２０は回転自在に構成されているので、圃場Ｈにおける機体２の進行及び旋回を少ない労働力で行うことができ、そのときに従来のように車輪等の部品に無理な負担を掛けることがない。

また、昇降手段２２は、その伸縮が人力の操作によって駆動されるように構成されており、昇降手段２２の伸縮を駆動する動力を供給する必要がないので、低コストに構成することができる。

また、昇降手段２２は、前記人力の操作のうちの全部又は一部の操作の負担を軽減するパワーアシスト手段３４を備えているので、作業者の負担を軽減することができる。

さらに、非駆動輪２０は、機体２の左右にそれぞれ設けられており、該左右のものが互いに独立して回転自在に構成されているので、機体２をスムーズに旋回させることができ、そのときにおける非駆動輪２０の摩耗を軽減することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。
（１）昇降手段２２の構成を公知の他の構成に適宜変更すること。例えば、パンタグラフ状の構成や、平行リンクを用いた構成にすることが挙げられる。
（２）昇降手段２２の昇降駆動機構の構成を適宜変更すること。例えば、昇降ネジ軸と、それに螺合された昇降体を用い、該昇降ネジ軸の回転方向に応じて昇降する該昇降体を介して昇降手段２２を伸縮させることが挙げられる。
（３）機体２の後部を非駆動輪２０に支持させ、同前部を駆動輪２１に支持させるように構成し、機体２の前部における機体２の下部に、昇降手段２２を介して配置されている補助車輪２３を備えるように構成すること。
（４）昇降手段２２を、その伸縮が原動機の動力により駆動されるように構成されている態様にすること。この構成によれば、作業者に負担を掛けることなく昇降手段２２を作動させることができる。
（５）補助車輪２３の数を適宜変更すること。例えば１輪に構成することが挙げられる。
（６）パワーアシスト手段３４を両側の折り畳み式リンク３２に設けるようにすること。

１ 自走式噴霧機
２ 機体
３ 車輪機構
４ 噴霧ノズル取付部
６ リール
７ ホースガイド
８ モータ
９ バッテリー
１０ 伝動機構
１１ センサ
１２ 制御装置
１３ ハンドル
２０ 非駆動輪
２１ 駆動輪
２２ 昇降手段
２３ 補助車輪
２３ａ 軸
２３ｂ 軸
２５ 環状凹溝
２６ フランジ部
３０ 回動アーム
３０ａ 軸
３１ 昇降台
３２ 折り畳み式リンク
３２ａ 上軸
３２ｂ 下軸
３２ｃ 関節軸
３２ｄ ピン
３３ 操作レバー
３４ パワーアシスト手段
３４ａ 軸
３４ｂ 軸
３５ 上部片
３５ａ 延長部
３６ 下部片
Ｆ 機体前側
Ｈ 圃場
Ｒ 軌道

Claims (5)

1. 自走式噴霧機の機体の前部及び後部を、又は、同後部及び前部をそれぞれ支持し、圃場に敷設された軌道の上をそれぞれ走行する非駆動輪及び駆動輪を備え、
   前記非駆動輪は、回転自在に構成されており、
   前記駆動輪は、前記機体に設けられた駆動手段により回転駆動されるように構成されている自走式噴霧機の車輪機構であって、
   前記前部と前記後部のうちの前記駆動輪が設けられている側における前記機体の下部に、昇降手段を介して配置されている補助車輪を備え、
   前記補助車輪は、回転自在かつ方向転回自在に構成されており、
   前記昇降手段を伸ばさせると、前記軌道外において、前記補助車輪が下降して圃場に接地し、それにより前記駆動輪が圃場の上方へ浮上して、前記非駆動輪及び前記補助車輪によって圃場の上を走行可能になり、
   前記昇降手段を縮めさせると、前記軌道上において、前記補助車輪が上昇して圃場の上方へ浮上し、それにより前記駆動輪が前記軌道に接地して、前記非駆動輪及び前記駆動輪によって前記軌道の上を走行可能になるように構成されている自走式噴霧機の車輪機構。
2. 前記昇降手段は、その伸縮が人力の操作によって駆動されるように構成されている請求項１記載の自走式噴霧機の車輪機構。
3. 前記昇降手段は、前記人力の操作のうちの全部又は一部の操作の負担を軽減するパワーアシスト手段を備えている請求項２記載の自走式噴霧機の車輪機構。
4. 前記昇降手段は、その伸縮が原動機の動力により駆動されるように構成されている請求項１記載の自走式噴霧機の車輪機構。
5. 前記非駆動輪は、前記機体の左右にそれぞれ設けられており、該左右のものが互いに独立して回転自在に構成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の自走式噴霧機の車輪機構。

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