JP2001258310A - 無人操縦コンバイン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンバインの操縦性を容易化する。 【解決手段】 人工衛星によるＧＰＳを利用して刈取幅
側端部の分草位置を記憶しながら、この分草軌跡を追跡
して隣接域を刈取走行することを特徴とする無人操縦コ
ンバインの構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、人工衛星から発
信される信号に基づいてコンバインの位置や走行方向等
を検出しながら、刈取走行を制御する無人操縦コンバイ
ンに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】コンバイン作業では、
刈取幅を決めながら穀稈の刈残しのないように正確な位
置決めや、走行方向等を決めることが必要である。人工
衛星から信号を受けてコンバイン制御を行わせる制御シ
ステムでは、コンバインの位置や走行方向を検出するこ
とはできるが、コンバインの機体は一定の幅や長さ等を
有するものであるから、信号を受ける受信装置の設置に
よって、刈取残しを有し易いことの課題を有する。この
発明は、このような刈残しのない正確な刈取作業を行わ
せるものである。

【０００３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、人工衛星によるＧＰＳを利用して刈取幅側端部の分
草位置を記憶すると共に、この分草軌跡を追跡しながら
隣接域を刈取走行することを特徴とする無人操縦コンバ
インの構成とする。

【０００４】請求項２に記載の発明は、刈取条端位置で
は、自動的に刈取装置を伝動停止して上昇すると共に、
脱穀選別風を低下し、かつ揺動選別棚のグレンシーブ間
隔を狭くすることを特徴とする請求項１に記載の無人操
縦コンバインの構成とする。

【０００５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、コンバイン
の機体に装着するＧＰＳを利用して、このコンバインの
刈取幅側端部の分草位置を記憶すると共に、続く後続の
刈取作業ではこの記憶された分草軌跡を追跡することに
よって、既刈取域の隣接域を刈取走行させる。このた
め、ＧＰＳを利用する刈取作業域は、機体に対するＧＰ
Ｓの設置位置に拘らず常に刈取分草位置となり、刈残し
の無いように正確で効率的な自動刈取作業を行うことが
できる。

【０００６】請求項２に記載の発明では、前記のように
ＧＰＳを利用して圃場における刈取作業を行うとき、刈
取条端位置にコンバインがくると、これによって自動的
に刈取装置を伝動停止して非刈取位置へ上昇させる。さ
らに、これと共に脱穀選別風を低下させ、かつ揺動選別
棚のグレンシーブ間隔を狭くして、脱穀物の減少による
選別物の機外飛散や、わら屑混入等の選別の乱れを自動
的に防止することができる。したがって、操作性を高
め、容易な刈取作業を行うかとができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】この発明は、無人操縦コンバイン
に関するもので、人工衛星によるＧＰＳ（グローバル・
ポジショニング・システム）を利用のコンバイン操縦
で、刈取収穫を行わせる。無人操縦が可能ではあるが、
操縦者が搭乗して操作しうる形態の乗用コンバインであ
ってもよく、この場合でも操縦者の操縦を補助しうるも
のである。

【０００８】請求項１に記載の発明は、人工衛星による
ＧＰＳを利用して刈取幅側端部の分草位置を記憶すると
共に、この分草軌跡を追跡しながら隣接域を刈取走行す
ることを特徴とする無人操縦コンバインの構成として、
ＧＰＳを利用する刈取作業域を刈取分草位置とすること
によって、刈残しのない効率的な自動刈取作業を行うも
のである。さらに、請求項２に記載の発明は、刈取条端
位置では、自動的に刈取装置を伝動停止して上昇すると
共に、脱穀選別風を低下し、かつ揺動選別棚のグレンシ
ーブ間隔を狭くすることを特徴とするもので、コンバイ
ンがＧＰＳによる刈取制御により刈取作業条端位置にく
ると、自動的にコンバイン作業を停止することによっ
て、作業の操作性の向上を図ることができる。

【０００９】ここにおいて、ＧＰＳを利用のコンバイン
の操縦制御は、ＧＰＳのコントローラがコンバイン機体
上の一定位置に設置されて、人工衛星からの信号を入力
することによって、コンバインの圃場内における現在位
置を検出すると共に、左右両側端部の刈取分草位置を記
憶させる。さらに、このコンバインの分草位置の検出と
共に、この刈取分草位置の軌跡を追跡しながら隣接域を
刈取走行させるように操向制御させる。この操向制御に
は、操向クラッチやブレーキ等を働かせる油圧力による
操向制御弁を作動させる形態とすることができる。

【００１０】また、コンバイン機体は、走行車体の上部
に脱穀装置を搭載し、前方に刈取装置を昇降可能にして
装着させる。そして、分草杆が刈取装置の左右両側端部
に配置されて、圃場の穀稈を刈取幅域の内外に分草させ
ながら刈取走行させることができる。刈取を停止すると
きは、この刈取装置を伝動する伝動機構の刈取クラッチ
を切りにするものである。また、刈取装置を昇降すると
きは、この刈取装置と車体との間に設けられる油圧力に
よる伸縮によって行わせることができる。

【００１１】さらに、脱穀装置には、脱穀物を風選する
選別唐箕を有して、この選別唐箕の回転減速、ないし回
転停止等によって脱穀選別風の低下、または停止させる
ことができる。脱穀物を選別する脱穀選別部には、揺動
選別棚を設けて、このグレンシーブの間隔を狭くするこ
とによって、選別物の漏下を少くし、または漏下停止す
るものである。

【００１２】

【実施例】この発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第一実施例は図１〜図９に基づいて説明され、請求
項１に記載の発明の実施例が示される。第二実施例は主
として図１０、図１１に基づいて説明され、請求項２に
記載の発明の実施例が示される。

【００１３】

【第一実施例】第一実施例を図１〜図９に基づいて説明
する。コンバイン１は、左右一対のクローラ２を有する
車体３の上側に、脱穀装置４、操縦台５や操縦席６を有
するキャビン７、脱穀収穫穀粒を収容のグレンタンク
８、および穀粒を機外へ排出する排穀オーガ９等を配置
搭載し、前側には、分草杆１０や、刈刃装置１１、穀稈
引起装置１２、穀稈集送装置１３、および穀稈搬送装置
１４等を有する刈取装置１５を、この刈取フレーム１６
と車体３との間に亘って設けられて油圧力により伸縮可
能のリフトシリンダ１７で昇降可能にして支架させる。
ＧＰＳは、コンバイン１のキャビン７の後側部等の排穀
オーガ９の旋回の邪魔にならない位置に設置することが
できる。人工衛星１８からの発信を受信するアンテナ１
９を有する。

【００１４】このコンバイン１のコントローラ２０の入
力側には、このＧＰＳと、車速センサ２１が設けられ
て、出力側には、車体３の操向を行うための操向用の油
圧シリンダ２２を切替える操向制御弁２３や、車速を変
速するための油圧無段変速装置ＨＳＴを変速操作するＨ
ＳＴモータ２４、および、穀稈引起装置１２の引起速度
を変速する引起変速装置２５の引起変速モータ２６等を
設ける。このようなコントローラ２０における入、出力
によって、コンバイン１の操向制御や、車速制御、およ
び穀稈引起速度制御等を行うことができる。

【００１５】コンバイン１の刈取操向制御では、圃場Ｈ
内の植立穀稈Ｋを刈取走行Ｆする。このとき、コンバイ
ン１による刈取作業は、圃場Ｈの外周部に沿って２〜３
周を操縦者の操縦によって刈取作業を行う。このときコ
ントローラ２０では、左分草杆１０Ｌの分草軌跡を記憶
させる。

【００１６】続いて、コンバイン１の自動操縦の操向制
御を行わせる。このとき前周の刈取行程における左分草
杆１０Ｌの位置を右分草杆１０Ｒで追跡させる。これと
同時に左分草杆１０Ｌの軌跡を継続して記憶させる。刈
取条端での操向旋回を操縦者により行わせた後ち、直進
方向Ｆでの刈取を行わせる形態では、このような左右の
分草杆１０Ｌ，１０Ｒの軌跡の記憶と追跡を繰返えして
刈取作業と続けることができる。図１のコンバイン１の
ＧＰＳ受信位置の座標系（Ｘ，Ｙ）において、ＧＰＳセ
ンサの原点位置Ｏにおけるの座標位置を（Ａ，Ｂ）とす
ると、左分草杆１０Ｌの位置は、（Ａ＋ａ，Ｂ＋ｂ）、
右分草杆１０Ｒの位置は、（Ａ＋ａ−ｌ，Ｂ＋ｂ）とし
て、コントローラ２０で常時左右の分草杆１０Ｌ，１０
Ｒの位置が検出、演算されて、操向制御の基準となる。
そして、左分草杆１０Ｌの横方向座標Ｘの大小が入れ替
わったとき刈取は終了となる。

【００１７】コンバイン１による刈取作業によって、グ
レンタンク８の穀粒が満杯になると、籾量センサ６１に
よってコンバイン１の刈取作業を一旦停止して、路上等
に停止の運搬車２７まで移動して、排穀オーガ９によっ
てこの運搬車２７のグレンタンク２８に排出供給して収
容させる。このようなコンバイン１の圃場内や、路上等
での移動走行では、この移動を検出することによって、
コントローラ２０からの出力でＨＳＴモータ２４を増速
操作させて、増速走行で作業能率を高めるものである。

【００１８】このような作業では、運搬車２７側にもＧ
ＰＳ２およびこの受信アンテナ２９が設けられて、人工
衛星１８からの信号で運搬車２７やこのグレンタンク２
８の位置を検出できる構成としている。コンバイン１
は、刈取位置とこの運搬車２７の位置との間を往復しな
がら、刈取と排穀作業とを繰り返えすことができる。ま
た、コンバイン１を基準にして運搬車２７を移動させて
排穀を受けるように操向制御することもできる。

【００１９】つぎに、コンバイン１作業が湿田である場
合は、刈取装置１５の引起装置１２の引起速度を湿田の
状態に応じて変速する。即ち、クローラ２のスリップの
状態によって、刈取装置１１の伝動速度の対車速比が変
るのを防止して、穀稈の搬送姿勢が変化したり、株の引
抜きをなくするものである。クローラ２の回転数とＧＰ
Ｓ位置データとを比較して、湿田状態を判別させる。湿
田であると判断すると引起変速モータ２６を出力させ
て、刈取装置１５の引起変速装置２５を変速させる。

【００２０】前記コンバイン１は、キャビン７の後部下
側にエンジン６６を搭載して、クローラ２や、脱穀装置
４、刈取装置１５、および排穀オーガ９等の各部を伝動
することができる。刈取装置１５各部の伝動は、刈取入
力軸３０から刈取フレーム１６内の伝動軸３１，３２等
を介して、穀稈搬送装置１４や左右一対の刈刃装置１１
等を伝動する。さらに伝動軸３３を介して穀稈集送装置
１３を伝動し、ベルト伝動による引起変速装置２５を介
して各穀稈引起装置１２を伝動構成する。前記湿田作業
時の引起変速はこの引起変速装置２５をコントローラ２
０からの変速出力で自動的に行わせる。

【００２１】前記刈取装置１５で刈取られる穀稈は、穀
稈搬送装置１４から脱穀装置４のフィードチエン３４と
挾扼杆３５とによって挾持されて後方へ搬送されなが
ら、脱穀室３６内で扱胴３７の回転によって脱穀され
る。この脱穀された排稈は、後側の排稈室３８の上部に
設ける排稈装置によって後方の排稈処理装置３９へ排送
供給される。

【００２２】脱穀装置４は副胴形態で、扱胴３７の奥側
に沿って処理胴４０や排塵胴４１等が配置されて、これ
らによって脱穀処理される脱穀物を、下方の選別室４２
内の揺動選別棚４３上に漏下させて、揺動移送しながら
選別させる。この揺動選別棚４３は、移送板４４やグレ
ンシーブ４５、ストローラック４６、およびチャフシー
ブ４７等を有する。この揺動選別棚４３の下側には選別
唐箕４８や選別風路４９等が設けられ、選別風をこの選
別風路４９からグレンシーブ４５部等を通して上部の排
塵室５０へ噴風し、この排塵室５０の後上部の吸引排塵
機５１へ吸引させることができる。５２はこの排塵口、
５３は排塵室５０後端の排わら口である。

【００２３】前記揺動選別棚４３のグレンシーブ４５
は、各グレンシーブ間隔５４が拡縮されるように、一側
端の連動プレート５５で連動している。この連動プレー
ト５５をワイヤー５６によって前後に移動させることに
よって各グレンシーブ間隔５４を調節できる。各グレン
シーブ４５のプレートの側端下部のプレートピン５７を
連動プレート５５に支持させて、このプレートピン５７
を揺動選別フレーム５８の長孔５９に嵌合させて案内さ
せる。各グレンシーブ４５のプレートの上部は揺動選別
フレーム５８の上部に支持ピン６０で回動自在に支持さ
れる。連動プレート５５でグレンシーブ４５を緩傾斜さ
せるとグレンシーブ間隔５４は狭くなり、急傾斜させる
と広くなって、選別物を漏下し易くすることができる。

【００２４】

【第二実施例】第二実施例を主として、図１０、図１１
に基づいて上例と異なる点を説明する。コンバイン１に
よる圃場Ｈの未刈穀稈Ｋ域を刈取る刈取作業において、
刈取条端位置Ｅにコンバイン１が達したときは、これに
よって自動的に刈取装置１５を伝動停止して非刈取位置
へ上昇すると共に、脱穀装置４の選別唐箕４８による選
別風を低下し、かつ揺動選別棚４３のグレンシーブ間隔
５４を狭くするものである。

【００２５】前記コントローラ２０の出力側には、刈取
クラッチモータ６２、脱穀クラッチモータ６３、唐箕モ
ータ６４、シーブモータ６５、刈取引起変速モータ２
６、扱胴回転変速モータ６７、扱深さ調節モータ６８、
および刈取リフトシリンダ１７を伸縮する昇降制御弁６
９等を有する。さらに、モータ７０を有する。また、入
力側には、圃場情報を記憶するデータベース７１を有す
る。

【００２６】ここに、刈取クラッチモータ６２は、前記
刈取装置１５の刈取入力軸３０への伝動クラッチを入り
切りするための電動モータである。また、脱穀クラッチ
モータ６３は、脱穀装置４各部への伝動を行う脱穀クラ
ッチを入り切りするための電動モータである。唐箕モー
タ６４は、選別唐箕４８の伝動を変速するための電動モ
ータで、この変速によって唐箕４８の回転数を変えて選
別風力を調節することができる。さらに、シーブモータ
６５は、前記揺動選別棚４３のグレンシーブ４５のワイ
ヤー５６を操作してグレンシーブ間隔５４を広狭調節す
るものである。

【００２７】また、扱胴回転変速モータ６７は、前記扱
胴３７の伝動を変速して回転を変更することができる。
扱深さ調節モータ６８は、前記刈取装置１５の穀稈搬送
装置１４の一部を、脱穀装置４のフィードチエン３４に
対して移動させて、搬送穀稈の挾持位置を変更して脱穀
室３６に対する穀稈の供給深さを深浅に調節するもので
ある。

【００２８】コンバイン１のＧＰＳが人工衛星１８の信
号を受信することによって、コンバイン１の刈取位置を
検出しながら刈取走行し、この刈取作業が刈取条の終端
位置Ｅにくると、刈取クラッチモータ６２によって刈取
クラッチが切りになって刈取伝動が停止され、刈取昇降
制御弁６９によってリフトシリンダ１７が伸出されて刈
取装置１５が非刈取位置へ上昇される。

【００２９】これと同時に、唐箕モータ６４によって選
別唐箕４８の回転が低下されて、選別風力を弱くして、
選別粒の機外への飛散を少くすることができる。さら
に、揺動選別棚４３では、シーブモータ６５によってグ
レンシーブ間隔５４が狭くなって、選別物の減少に伴っ
て穀粒の機外への排出を少くすることができる。

【００３０】このような各部のモータ６２，６３，６
４，６５や昇降制御弁６９による作動は、コンバイン１
が刈取条端での旋回後、再度刈取行程に入ることによっ
て復帰されて、刈取作業時の伝動状態に戻るものであ
る。前記扱胴回転変速モータ６７は、穀稈の種類等に応
じた扱胴回転に変速するもので、人為的に操作される。
扱深さ調節モータ６８は、刈取稈長を検出する稈長セン
サや、人為的操作によって伝動され、穀稈の扱ぎ深さを
適正に維持させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例を示すコンバイン作業状
態を示す平面図と、ＧＰＳセンサの座標系を示す。

【図２】その制御ブロック図。

【図３】その作業状態を示す側面図。

【図４】コンバインの側面図。

【図５】その正面図。

【図６】その刈取装置部の側面図。

【図７】その刈取伝動機構図。

【図８】その脱穀装置部の側断面図。

【図９】その揺動選別棚部の拡大側面図。

【図１０】第二実施例を示す制御部のブロック図。

【図１１】そのコンバインの作業状態を示す平面図。

【符号の説明】

１ コンバイン １０ 分草杆 １０Ｌ 左分草杆 １０Ｒ 右分草杆 １５ 刈取装置 １７ リフトシリンダ １８ 人工衛星 ２０ コントローラ ２３ 操向制御弁 ４３ 揺動選別棚 ４５ グレンシーブ ４８ 選別唐箕 ５４ グレンシーブ間隔 ６２ 刈取クラッチモータ ６４ 唐箕モータ ６５ シーブモータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ０１Ｆ 12/32 Ａ０１Ｆ 12/32 Ｃ Ａ Ｇ０１Ｓ 5/14 Ｇ０１Ｓ 5/14 Ｆターム(参考） 2B043 AA04 BA02 BA05 BA09 BB14 DC01 EA22 EB08 EB25 ED12 2B076 AA03 CA03 DA05 DA09 EA02 EC23 ED27 2B095 AA01 AA02 AA12 BA02 BA07 BA13 BA26 BA35 CA09 GA11 GA17 GB01 2B304 KA12 KA13 LA13 LB02 MA03 MB03 QA20 RA16 5J062 CC07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人工衛星によるＧＰＳを利用して刈取幅側
   端部の分草位置を記憶すると共に、この分草軌跡を追跡
   しながら隣接域を刈取走行することを特徴とする無人操
   縦コンバイン。
2. 【請求項２】刈取条端位置では、自動的に刈取装置を伝
   動停止して上昇すると共に、脱穀選別風を低下し、かつ
   揺動選別棚のグレンシーブ間隔を狭くすることを特徴と
   する請求項１に記載の無人操縦コンバイン。