JP2004201588A - 刈取収穫機の刈取昇降制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下方側に向けて弾性付勢され且つ下方変位自在な橇状の接地体21の接地圧の大小による上下変位に基づいて対地高さを検出する複数の対地高さ検出手段20の夫々にて検出される目標対地高さ範囲が、接地体21が弾性付勢力に抗して上下変位する範囲内に定められ、複数の対地高さ検出手段20のうちの少なくともいずれか1つが、目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると、刈取部10を上昇させ、走行機体が下降判別用の設定距離走行する間における複数の対地高さ検出手段20夫々についての最も低い検出値が全て目標対地高さ範囲よりも高い対地高さであれば、刈取部10を下降させる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、先端に分草具を備えた刈取部を走行機体に対して昇降操作する昇降操作手段と、前記刈取部の対地高さを検出する対地高さ検出手段と、この対地高さ検出手段の検出情報に基づいて前記昇降操作手段を制御する制御手段とが備えられた刈取収穫機の刈取昇降制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記構成の刈取収穫機の刈取昇降制御装置において、刈取収穫機としてのコンバインにおいて適用した従来構成として、次のように構成したものがあった。つまり、前記対地高さ検出手段として超音波を用いた非接触式の対地高さセンサを刈取部の適宜箇所に1個装着して、この超音波式の対地高さセンサにて検出される刈取部の対地高さが手動操作にて設定される目標高さになるように、前記昇降操作手段としての油圧シリンダを制御する構成としたものがあった(特許文献1)。
【0003】
又、このような構成とは別の従来例として、次のように構成されたものもある。すなわち、前記対地高さ検出手段として、橇状に形成されて横軸芯まわりで上下揺動自在に片持ち状態に刈取部に取り付けられて下方側に弾性付勢された接地体の上下変位をスイッチ式の検出部によって検出する構成として、その接地体の対地高さが目標刈取高さに対応する位置から上方側に外れると刈取部を下降させ、接地体の対地高さが目標刈取高さに対応する位置から下方側に外れると刈取部を上昇させるように、前記昇降操作手段としての油圧シリンダを制御する構成としたものがあった。又、このような構成の接地式の対地高さ検出手段を、互いに接地圧を異ならせた状態で、刈取部の刈幅方向に位置を異ならせて複数配備して、例えば刈取状態に応じて使い分けていずれか一方の検出情報に基づいて昇降制御を行うようにしたものもあった(特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−37865号公報(第5−7頁、図1―図4、図7)
【特許文献2】
実公昭60−5778号公報(第1−3頁、図1―図5)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような対地高さ検出手段として超音波を用いた非接触式の対地高さセンサを設けて昇降制御する構成においては、対地高さセンサと地面との間の離間距離を刈取部の対地高さとして求める構成となっており、しかも、刈取部の適宜箇所に1個の対地高さセンサを備える構成であるから、次のような不利な点があった。
つまり、対地高さ検出手段が超音波により地面との間の離間距離を計測するものであるから、例えば、その対地高さ検出手段が上昇側を通過する圃場の表面に局部的な凹凸が存在すると、刈取部の全体的な対地高さとしては適正な位置である場合であっても対地高さ検出手段にて検出される対地高さが手動操作にて設定される目標高さから大きく外れて刈取部を上昇させたり下降させたりするおそれがある。その結果、対地高さ検出手段が局部的な凹凸との距離を検出した場合には、刈取部全体としては適切な刈高さであるにもかかわらず、刈取部の対地高さが適正な値と異なっていると誤判別して刈取部による穀稈の刈高さが適正な値から外れるおそれがある。
【0006】
特に、対地高さ検出手段が局部的な凹部との距離を検出したような場合において、刈取部全体としては適切な刈高さであるにもかかわらず、刈取部の対地高さが適正な値より高いものであると誤判別して刈取部を下降させることで、刈取部の対地高さが低くなり過ぎて先端部の分草具が地面に突っ込んでしまうおそれがある。このように分草具が地面に深く突っ込んでしまうと、分草具が破損したり、刈取作業を一旦中断して走行機体を後進させる必要がある等、作業能率が低下するおそれがある。
【0007】
前記対地高さ検出手段として、上述したような橇状に形成されて下方側に弾性付勢された接地体を備えた接地式の対地高さ検出手段を用いる場合には、この接地体が圃場面に対して局部的に存在する小さい凹凸をこの接地体にて押し潰しながら地面に追従させることができるので、このような局部的に存在する凹凸による上述したような誤判別を回避させることは可能であるが、上記従来構成では、このような接地式の対地高さ検出手段が刈取部の適宜箇所に1個設けられてその検出情報に基づいて昇降制御する構成、又は、対地高さ検出手段を刈取部の刈幅方向に位置を異ならせて複数配備させる構成として、そのうちのいずれか一方の対地高さ検出手段の検出情報に基づいて昇降制御する構成であることから、次のような不利があった。
【0008】
1個の対地高さ検出手段、又は、複数の対地高さ検出手段のうち昇降制御用の検出情報を得る対地高さ検出手段が、走行機体の走行に伴って通過する予定箇所に、機体走行方向に沿って凸部が長く続くような突条が存在したり、又、凹部が長く続くような凹溝が存在するような場合であれば、刈取部の刈取対象域のうち突条や凹溝が存在する箇所以外は、適切な対地高さであるにもかかわらず、その対地高さ検出手段の検出情報に基づいて昇降制御することになるので、刈取部の対地高さが適正な値と異なっていると誤判別して刈取部による刈高さが適正な値から外れたり、先端部の分草具が地面に突っ込んでしまうおそれがある。
【0009】
又、従来構成のように、1個の対地高さ検出手段が目標対地高さ範囲よりも高い対地高さを検出すると刈取部を下降させ、目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると刈取部を下降させるような構成であれば、例えば、圃場面が荒れていて凹凸が多く存在するような圃場であれば、昇降操作手段による刈取部の昇降操作が頻繁に行われたりハンチングが生じる等、制御動作が安定せず、刈取部の対地高さを適正な高さに維持させ難いものとなるおそれもある。
【0010】
本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、先端部の分草具が地面に突っ込むことを極力回避させるようにしながら、制御動作を極力安定化させて刈取部の対地高さを極力適正な高さに維持させることが可能となる刈取収穫機の刈取昇降制御装置を提供する点にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、先端に分草具を備えた刈取部を走行機体に対して昇降操作する昇降操作手段と、前記刈取部の対地高さを検出する対地高さ検出手段と、この対地高さ検出手段の検出情報に基づいて前記昇降操作手段を制御する制御手段とが備えられたものであって、
前記対地高さ検出手段が、
下方側に向けて弾性付勢され且つ下方変位自在な橇状の接地圧の大小による上下変位に基づいて対地高さを検出する形態に構成されて、前記刈取部の刈幅方向に位置を異ならせて複数配備され、
前記複数の対地高さ検出手段の夫々にて検出される目標対地高さ範囲が、前記接地体が弾性付勢力に抗して上下変位する範囲内に定められ、
前記制御手段が、
前記複数の対地高さ検出手段のうちの少なくともいずれか1つが、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると、前記刈取部を上昇させる上昇処理を実行し、
且つ、走行機体が下降判別用の設定距離又は下降判別用の設定時間走行する間における前記複数の対地高さ検出手段夫々についての最も低い検出値が全て前記目標対地高さ範囲よりも高い対地高さであれば、前記刈取部を下降させる下降処理を実行するように構成されていることを特徴とする。
【0012】
すなわち、対地高さ検出手段が、下方側に向けて弾性付勢され且つ下方変位自在な橇状の接地圧の大小による上下変位に基づいて対地高さを検出する形態に構成され、しかも、対地高さ検出手段にて検出される目標対地高さ範囲が、前記接地体が弾性付勢力に抗して上下変位する範囲内に定められているから、刈取作業中においては、この接地体は地面に接地圧が作用する状態を維持することになり、その通過予定箇所の圃場面に局部的に小さい凹凸が存在する場合であっても、接地体にてそのような小さい凹凸を押し潰しながら極力滑らかに地面に追従させることができ、このような圃場面の小さい凹凸に起因して、刈取部全体としては適切な刈高さであるにもかかわらず、刈取部の対地高さが適正な値とは異なる値として誤判別されるおそれが少ないものとなる。
【0013】
ところで、刈取部の対地高さが低くなり過ぎると刈取部の先端部に位置する分草具が地面に突っ込むおそれがあるが、上述したような構成の対地高さ検出手段が刈取部の刈幅方向に位置を異ならせて複数配備されて、複数の対地高さ検出手段のうちの少なくともいずれか1つが、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると刈取部を上昇させる上昇処理を実行する構成としているので、複数の対地高さ検出手段のうちの少なくともいずれか1つが目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると、他の対地高さ検出手段が目標対地高さ範囲より低い値を検出していなくても刈取部をすぐに上昇させることになるから、分草具の地面への突っ込みを極力回避させ易いものにできる。
【0014】
又、走行機体が下降判別用の設定距離又は下降判別用の設定時間走行する間における複数の対地高さ検出手段夫々についての最も低い検出値が全て目標対地高さ範囲よりも高い対地高さであれば、刈取部を下降させる下降処理を実行するようにしている。つまり、複数の対地高さ検出手段の夫々が目標対地高さ範囲よりも高い対地高さを検出している状態、言い換えると、刈取部の対地高さが目標対地高さ範囲よりも確実に高いと判断できる状況が、走行機体が下降判別用の設定距離又は下降判別用の設定時間走行する間続いたときに刈取部を下降させるのである。このようにして下降操作を行うときの判別条件を厳しくして頻繁に下降操作が行われることを回避させることで、刈取部の対地高さが目標対地高さ範囲から外れることが無い状態を維持しながら、昇降制御を実行する場合における制御動作を極力安定化させることが可能となるのである。そして、このように制御動作を極力安定化させることで刈取部の対地高さを極力適正な高さに維持させ易いものとなる。
【0015】
従って、先端部の分草具が地面に突っ込むことを極力回避させるようにしながら、制御動作を極力安定化させて刈取部の対地高さを極力適正な高さに維持させることが可能となる刈取収穫機の刈取昇降制御装置を提供できるに至った。
【0016】
請求項2に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1において、前記制御手段が、前記上昇処理として、前記刈取部の前記走行機体に対する対機体高さが設定量上昇するまで、又は、上昇を開始してから上昇制御用の設定時間が経過するまで前記昇降操作手段を作動させるように構成されていることを特徴とする。
【0017】
すなわち、刈取収穫機においては、分草具の地面への突っ込みを回避させるために刈取部を上昇させる場合、刈取部は茎稈の刈取作業中であることから、上昇量が大き過ぎると刈高さが所望の高さから大きく外れてしまうおそれがあるので、刈取部は分草具の地面への突っ込みを回避できる程度の上昇量で上昇させる必要がある。そこで、前記上昇処理として、前記刈取部の前記走行機体に対する対機体高さが設定量上昇するまで、又は、上昇を開始してから上昇制御用の設定時間が経過するまで前記昇降操作手段を作動させるようにしているのである。
従って、刈取部の対地高さを適正な設定量上昇するまで、又は、前記設定時間が経過するまで確実に上昇させることにより、突っ込みを回避しながら、しかも、刈高さが大きく変化しない状態で良好な刈取作業を継続できることになる。
【0018】
尚、昇降操作手段として、例えば油圧シリンダのように外気温度の変化による作動油の粘性の違い等の動作条件の違いにより、単位時間当たりの操作量が異なるようなアクチュエータを用いる場合には、前記上昇処理として、設定時間ではなく、前記設定量上昇するまで昇降操作手段を作動させるようにすると、動作条件の違い等に起因して実際の刈取部の上昇量が変化するといったことがなく、確実に、過不足が生じることのない状態で、刈取部の対地高さを適正な上昇量だけ確実に上昇させることが可能となる。
【0019】
請求項3記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1又は2において、前記制御手段が、前記上昇処理として、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出した前記対地高さ検出手段の前記対地高さと前記目標対地高さ範囲との偏差が大きいほど大きい操作力にて前記刈取部を上昇操作させるように前記昇降操作手段の作動を制御するように構成されていることを特徴とする。
【0020】
すなわち、前記対地高さ検出手段の前記対地高さと前記目標対地高さ範囲との偏差が大きいときは分草具が地面に突っ込んでいることが考えられる。このような突っ込み状態であれば、分草具が地面に突っ込んでいることから抵抗が大きくなって小さい操作力で刈取部を上昇させても上昇操作を行い難いものになるおそれがある。しかも、前記偏差が大きいほど分草具の地面への突っ込み量が大きいと考えられる。
【0021】
そこで、偏差が大きいほど大きい操作力にて刈取部を上昇操作させるように昇降操作手段の作動を制御するようにしている。このように突っ込み量が大きいと考えられる状況であるほど大きな操作力で刈取部を上昇させることで、分草具の地面への突っ込み状態を良好に回避させることが可能となる。
【0022】
請求項4記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記制御手段が、前記上昇処理として、上昇操作を開始してから上昇操作用の所定時間が経過した後においても、前記対地高さ検出手段が前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出する状態を維持していれば、大側の操作力に変更して前記昇降操作手段を作動させるように構成されていることを特徴とする。
【0023】
すなわち、分草具が地面に突っ込んでいると考えられる状況において上昇操作を実行したときに、上昇操作を開始してから上昇操作用の所定時間が経過した後においても、前記対地高さ検出手段が前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出する状態を維持していれば、操作力が不足して上昇操作にもかかわらず刈取部が実際には上昇していないと考えられるから、このような場合には、大側の操作力に変更して昇降操作手段を作動させることで、分草具の地面への突っ込み状態を良好に回避させることが可能となる。
【0024】
請求項5記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記制御手段が、前記下降処理として、前記刈取部の前記対機体高さが設定量下降するまで、あるいは、下降を開始してから設定時間が経過するまで、又は、いずれかの前記対地高さ検出手段の検出値が前記目標対地高さ範囲内になるまで、前記昇降操作手段を作動させるように構成されていることを特徴とする。
【0025】
すなわち、制御手段は、前記下降処理として、刈取部の前記対機体高さが設定量下降するまで、あるいは、下降を開始してから設定時間が経過するまで昇降操作手段を作動させる、又は、いずれかの対地高さ検出手段の検出値が目標対地高さ範囲内になるまで昇降操作手段を作動させることになる。
つまり、設定量下降するまで、あるいは、下降を開始してから設定時間が経過するまで昇降操作手段を作動させる構成であれば、下降処理を実行するための条件が成立すると、設定量あるいは設定時間だけ下降させ、それでも更に下降処理を実行するための条件が成立していれば再度設定量あるいは設定時間だけ下降させる処理を、前記条件が成立しなくなるまで繰り返し実行することになるので、分草具が地面に突っ込むおそれを回避しながら刈取部を適正高さまで下げることができる。
又、いずれかの対地高さ検出手段の検出値が目標対地高さ範囲内になるまで昇降操作手段を作動させる構成であれば、そのまま目標対地高さ範囲内にまで下降することになるので、迅速に刈取部を適正高さまで下げることができる。
【0026】
上記したような下降処理を実行することで、刈取部の対地高さを極力適正な高さにまで下降させることが可能となるのである。
【0027】
請求項6記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記制御手段が、前記上昇処理を実行した直後の前記下降処理においては、前記上昇処理を開始する直前の対機体高さよりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置まで前記刈取部を下降させるように前記昇降操作手段の作動を制御するよう構成されていることを特徴とする。
【0028】
すなわち、前記上昇処理を実行した直後の前記下降処理においては、前記上昇処理を開始する直前の対機体高さよりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置まで刈取部を下降させるようにしている。つまり、分草具の地面への突っ込みを回避させるために刈取部を上昇させる上昇処理を実行した後には、既に分草具の地面への突っ込みが回避されているので、その後は、上昇処理を開始する直前の対機体高さにまで戻すことも考えられるが、このように直前の対機体高さにまで戻すようにすると、そのときの圃場の状況によっては、再度、分草具が地面に突っ込むおそれもあるから、直前の対機体高さよりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置まで刈取部を下降させることで、再度、分草具が地面に突っ込むおそれを回避させながら、刈取部の対地高さを極力適正な高さに維持させることが可能となる。
【0029】
請求項7記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記制御手段が、前記下降処理として、前記複数の対地高さ検出手段夫々の前記接地体が地面に接触していない非接地状態であることを判別すると、いずれかの対地高さ検出手段の前記接地体が地面に接触する接地状態であることを判別するまで連続して前記刈取部を下降させるように、前記昇降操作手段の作動を制御するよう構成されていることを特徴とする。
【0030】
すなわち、複数の対地高さ検出手段夫々の前記接地体が地面に接触していない非接地状態であれば、刈取部が適正な高さよりも高い位置にあることが明らかであり、このような状態が長く続くと対地高さ検出手段による刈取部の対地高さの検出が行えないので、そのような状態であることを判別すると、いずれかの対地高さ検出手段の接地体が地面に接触する接地状態であることを判別するまで連続して刈取部を下降させることにより、極力迅速に対地高さ検出手段による刈取部の対地高さの検出が行えない状態が長く続くことを解消して、対地高さ検出手段による刈取部の対地高さの検出を可能として適正な昇降制御を行える状態に復帰させることができるのである。
【0031】
請求項8記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置は、請求項1〜7のいずれかにおいて、前記目標対地高さ範囲を手動操作にて変更調整自在な目標高さ範囲調整手段が備えられていることを特徴とする。
【0032】
すなわち、先端部の分草具が地面に突っ込むことを極力回避させるようにしながら、制御動作を極力安定化させて刈取部の対地高さを極力適正な高さに維持させることが可能なものでありながら、目標高さ範囲調整手段により目標対地高さ範囲を手動操作にて変更調整可能であるから、刈取部の対地高さを維持させるための適正な高さとして所望の高さを任意で設定することができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
【0034】
〔第1実施形態〕
以下、本発明に係る刈取収穫機の刈取昇降制御装置の第1実施形態について図面に基づいて説明する。
図1に刈取収穫機としてのコンバインの前部側の側面図が示されている。このコンバインは、左右一対のクローラ走行装置1を備えて走行可能に構成された走行機体の前部に、圃場に植えられた穀稈を刈り取り、刈り取った穀稈を後方に向けて搬送するように構成された刈取部10が昇降自在に備えられ、走行機体側には、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置5、脱穀された穀粒を貯留するグレンタンク6等を備えて構成されている。
【0035】
前記刈取部10は、刈取条数分の刈取対象条の植立穀稈を振り分け分草する複数の分草具12、植立穀稈を立姿勢に引起す引起し装置13、引起された穀稈の株元側を切断するバリカン型刈取装置14、刈取られた穀稈を徐々に横倒れ姿勢に姿勢変更させながら後方に搬送する縦搬送装置17等で構成され、機体フレーム3の前部に位置する支持部4に横向きの軸芯X1まわりで回動自在に走行機体に支持されている伝動ケース11の先端側に連結されており、伝動ケース11にリンク機構7を介してシリンダロッドが連結している昇降操作手段としての油圧シリンダ8により駆動昇降自在に構成されている。
【0036】
図2に示すように、前記伝動ケース11の先端部に中央部が連結している機体横向きの伝動ケース15、この横向き伝動ケース15が備えている支持部材15aの機体横方向での複数箇所から機体前方向きに複数本の分草フレーム16を延出させて、それら複数本の分草フレーム16の基端部にわたって刈取装置14を取り付け、各分草フレーム16の先端部に分草具12を固定してある。
【0037】
そして、刈取部10の複数の分草フレーム16のうち、機体横幅方向の左右両側箇所に位置する分草フレーム16の分草具12のやや後側に、刈取部10の対地高さを検出する対地高さ検出手段としての対地高さ検出装置20が夫々備えられている。つまり、対地高さ検出装置20は刈取部10の刈幅方向に位置を異ならせて複数配備される構成となっている。
【0038】
前記各対地高さ検出装置20は、下方側に向けて弾性付勢され且つ下方変位自在な橇状の接地体21の接地圧の大小による上下変位に基づいて対地高さを検出する形態に構成されている。詳述すると、機体前後方向中間部21aが下向きに突出して接地するとともに機体前後方向両端側が接地圧による上方への変位が阻止される状態で帯板バネにて橇状に形成された接地体21を備えて、その接地体21の前記機体前後方向中間部21aの接地圧の大小による上下変位に基づいて刈取部10の対地高さを検出するように構成されている。
【0039】
詳述すると、図2、図3、図4に示すように、前記接地体21は、帯板状の板バネにて構成され、その長手方向を機体前後方向に沿わせる状態で、中間部21aが下向きに突き出る湾曲状態に形成されている。そして、図3に示すように、接地体21の機体前方側箇所が分草フレーム16に連結固定された保持部40に横向き軸芯X2周りで回動自在に支持される構成となっており、前記接地体21の機体後方側箇所は支持部50に支持され、機体側面視で中間部21aが前端側及び後端側より機体下方向きに突き出て接地する取り付け姿勢で支持する構成となっている。つまり、前記分草フレーム16の機体前部側が機体横方向視で略門型になるように屈曲形成してあり、その屈曲部の下側部分に入り込ませる状態で前記保持部40が備えられている。
【0040】
説明を加えると、前記保持部40に回動自在な支軸41を備えさせるとともに、接地体21の略L字形に折り曲げ成形された前端側部分における縦面部21cを前記支軸41に一体回動自在に連結してある。これにより、接地体21の前端側は、前記保持部40によって前記支軸41の機体横向きの軸芯X2周りで回動自在に保持されている。又、接地体21の略L字形の前端側部分における底面部21b並びにそれに連なる中間部21a及び後端部21dが、平面視で重複する状態で分草フレーム16の下方側に位置するように設けられている。
【0041】
一方、前記支持部50は、図5に示すように、分草フレーム16の周面部分で成る機体下方向きの受け止め部51にて接地体21の後端部21dを受け止めて、中間部21aが接地して接地圧が掛かっても、後端部21dが上方への変位が阻止される状態で、且つ、機体前後方向に摺動自在に受け止め支持される構成となっている。又、この支持部50は、機体前後方向視でU字状になるように屈曲形成されて両端部が分草フレーム16に連結している屈曲杆52にて接地体21の後端部21dを囲う構成としている。この屈曲杆52により接地体21の後端側の分草フレーム16に対する機体横方向でのずれ動きを抑制するように構成してある。すなわち、接地体21の後端側が、受け止め部51との間の摩擦に抗して分草フレーム16に対して機体横方向に位置ずれしても、屈曲杆52に接当するとストッパー作用によってそれ以上のずれ動きがなくなるように移動が規制されることになる。
【0042】
図6、図7に示すように、前記保持部40は伝動ケースを兼用する構成となっており、その内部に前記支軸41に一体回動自在に連結している扇形ギヤ42と、この扇形ギヤ42に噛合うとともにピッチ円直径が扇形ギヤ42のそれより小さい出力ギヤ43とで成る増速伝動機構44を設けてある。そして、保持部40の横外側部にポテンショメータ22が取り付けられており、このポテンショメータ22の回転操作軸を前記出力ギヤ43の回転支軸で成る前記増速伝動機構44の出力軸45に連動連結させる構成としている。
【0043】
つまり、刈取部10の対地高さが変化して分草フレーム16の対地高さが変化すると、接地体21の中間部21aに作用する接地反力と、接地体21の弾性復元力とのために、接地体21は後端側で支持部50の受け止め部51に対して機体前後方向に摺動しながら中間部21aが屈曲する側や伸展する側に変形して保持部40に対して回動する。そして、接地体21の回動を増速伝動機構44によって増速させてポテンショメータ22の回転操作軸に伝達し、このポテンショメータ22により、接地体21の回動角を検出してこの結果に基づいて刈取部10の対地高さを検出するように構成されている。
【0044】
また、例えば刈取作業中に走行機体の機体横幅方向での位置を修正するために操向操作が行なわれて接地体21が地面上をスライドすることになっても、接地体21は前端側が保持部40に対する連結によって、後端側が支持部50の受け止め部51による摩擦と係止部52による係止によってそれぞれ支持された両持ち状態でスライドし、接地体21と増速伝動機構44が連結している部位に強い無理な曲げ力が掛かりにくい状態でスライドすることになる。
【0045】
図8に示すように、前記油圧シリンダ8は単動型シリンダで構成され、油圧シリンダ8に対する作動油の供給状態を、圧油供給による上昇位置、中立停止位置、その他への油圧装置への供給位置の夫々に切り換える3位置切り換え式の電磁操作式の上昇制御弁V1が備えられ、又、油圧ポンプPから油圧シリンダ8に対する圧油供給路18の途中から並列状態で分岐されるドレン油路19に、圧油を通過させるオリフィス19aと、圧油を排出させる排出位置及び圧油排出を停止させる停止位置に切り換える2位置切換え式の下降制御弁V2とが備えられている。そして、上昇制御弁V1及び下降制御弁V2夫々は、マイクロコンピュータを備えて構成される制御手段の一例としての制御装置30により切り換え制御する構成となっている。
【0046】
そして、この油圧シリンダ8は作動油流量を変更させることで上昇側操作力を変更調節することができるように構成されている。つまり、上昇制御弁V1を上昇位置に切り換えた状態で、下降制御弁V2を停止位置に切り換えると大側操作力になり、下降制御弁V2を排出位置に切り換えると小側操作力になり、下降制御弁V2の駆動状態を排出位置と停止位置との2位置の状態を短時間毎に繰り返すデューティ制御を実行して、デューティ比を変更調節することにより中間の操作力にて適宜変更調節することができる。作動油流量を変更すると操作力と共に操作速度も変更することになる。又、上昇制御弁V1を中立停止位置に切り換えた状態で、下降制御弁V2を停止位置に切り換えると昇降停止状態となり、下降制御弁V2を排出位置に切り換えると高速で下降し、下降制御弁V2を上記デューティ制御を実行して、デューティ比を変更調節することにより中間の下降速度にて適宜変更調節することができる。
【0047】
走行機体の搭乗運転部には、後述するような刈取部10の昇降制御を実行する自動入り状態と制御を実行しない自動切り状態とに切換え自在な自動入切スイッチSW1、昇降制御を実行する場合の目標高さ範囲を設定する高さ設定器32、手動操作に基づいて刈取部10を昇降操作させるための昇降レバー34、この昇降レバー34を中立位置から上昇位置に操作するとオンする上昇スイッチSW2、昇降レバー34を中立位置から下降位置に操作するとオンする下降スイッチSW3、昇降レバー34における握り部の上部に位置して親指にて押し操作される昇降指令スイッチSW4夫々が設けられ、図8に示すように、上記各スイッチSW1,SW2,SW3、SW4の検出情報、及び、高さ設定器32の情報は制御装置30に入力されるように構成されている。又、刈取部10の機体に対する枢支部に刈取部10の機体に対する高さを検出する対機体高さ検出手段としてのポテンショメータ形式の対機体高さセンサ33が設けられ、この対機体高さセンサ33の検出情報も制御装置30に入力される構成となっている。又、クローラ走行装置1への走行駆動系に、走行出力軸の回転速度を検出する回転速度センサ35が備えられ、制御装置30はこの回転速度情報に基づいて、走行機体の走行距離を演算にて求めるように構成されている。
【0048】
前記制御装置30は、昇降レバー34が上昇位置に操作されて上昇スイッチSW2がオンして上昇が指令されると、上昇が指令されている間刈取部10を上昇させるべく油圧シリンダ8を作動させる。又、昇降レバー34が下降位置に操作されて下降スイッチSW3がオンして下降が指令されると、その下降が指令されている間刈取部10を下降させるべく油圧シリンダ8を作動させる。このような手動昇降指令による操作は後述の自動昇降制御よりも優先して実行される。
【0049】
そして、制御装置30は、自動入切スイッチSW1の操作に伴って自動入り状態に切り換えられている状態で、昇降指令スイッチSW4を押し操作することによって、刈取部10を刈取作業用の低い位置と最大上昇位置に近い高い位置とにわたって交互に昇降させることができるようになっている。つまり、刈取部10が対機体高さセンサS3の検出値により刈取作業用の低い位置にあることが検出されているときに昇降指令スイッチSW4が押し操作(上昇指令が指令)されると、刈取部10を最大上昇位置に近い高さにまで自動で上昇操作させ、且つ、刈取部10が対機体高さセンサ33の検出値により高い位置にあることが検出されているときに昇降指令スイッチSW4が押し操作(下降指令が指令)されると、刈取部2を刈取作業用の低い位置にまで下降操作させるようになっている。
【0050】
又、自動入切スイッチSW1がオンに設定されている状態で、昇降指令スイッチSW4にて前記下降指令が指令された場合、及び、手動昇降指令による操作が行われて刈取部10の対機体高さが設定高さを下回った場合に、前記各対地高さ検出装置20の検出情報に基づく昇降制御を実行するように構成されている。
尚、この昇降制御を実行している状態においても、昇降レバー34による手動昇降指令があれば昇降制御に優先して操作を実行することになる。
【0051】
次に、前記昇降制御について説明する。
前記2つの対地高さ検出装置20の夫々にて検出される目標対地高さ範囲が接地体が弾性付勢力に抗して上下変位する範囲内に定められており、制御装置30が、2つの対地高さ検出装置20のうちの少なくともいずれか1つが、目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると、刈取部10を上昇させる上昇処理を実行し、且つ、走行機体が下降判別用の設定距離走行する間における2つの対地高さ検出装置20夫々についての最も低い検出値が全て目標対地高さ範囲よりも高い対地高さであれば、刈取部10を下降させる下降処理を実行するように構成されている。
【0052】
前記目標対地高さ範囲について説明すると、この目標対地高さ範囲は、前記各対地高さ検出装置20におけるポテンショメータ22の検出値つまり対地高さ検出値に対する制御目標として規定されることになり、図9に示すように、前記高さ設定器32に対する調整操作によって適宜変更調整することができる構成となっている。従って、この高さ設定器32が目標高さ範囲調整手段を構成することになる。尚、図9中のMINは、対地高さ検出装置20にて可能な検出可能高さの最低レベルを示し、MAXは検出可能高さの最高レベルを示している。尚、この最高レベル(MAX)は、接地体21が地面に接地していない自由状態のときのポテンショメータ22の検出値(対地高さ検出値)に対応するものである。従って、目標対地高さ範囲は接地体21が地面に接地することにより弾性付勢力に抗して上下変位する範囲内に定められることになる。
【0053】
そして、制御装置30は、前記上昇処理として、刈取部10の走行機体に対する対機体高さが設定量上昇するまで昇降操作手段としての油圧シリンダ8を作動させるように構成されている。又、前記上昇処理として、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出した対地高さ検出装置20の前記対地高さと前記目標対地高さ範囲との偏差が大きいほど大きい操作力にて刈取部10を上昇操作させるように油圧シリンダ8の作動を制御するように構成されている。更には、前記上昇処理として、上昇操作を開始してから上昇操作用の所定時間が経過した後においても、対地高さ検出装置20が前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出する状態を維持していれば、大側の操作力に変更して油圧シリンダ8を作動させるように構成されている。
【0054】
そして、制御装置30は、前記下降処理として、刈取部10の対機体高さが設定量下降するまで油圧シリンダ8を作動させるように構成されている。又、前記上昇処理を実行した直後の前記下降処理においては、上昇処理を開始する直前の対機体高さよりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置まで刈取部10を下降させるように構成されている。更に、前記下降処理として、前記複数の対地高さ検出手段夫々の前記接地体が地面に接触していない非接地状態であることを判別すると、いずれかの対地高さ検出装置20の接地体21が地面に接触する接地状態であることを判別するまで連続して刈取部10を下降させるように構成されている。
【0055】
以下、フローチャートに基づいて制御装置30における昇降制御の処理について具体的に説明する。尚、この昇降制御を実行するための条件としては、上述したように、自動入切スイッチSW1がオン操作されており、昇降指令スイッチSW4にて下降指令が指令されたこと、及び、手動昇降指令による操作が行われて刈取部10の対機体高さが設定高さを下回ったことが条件である。又、この処理は、所定単位時間(例えば数ms)毎に繰り返し実行されることになる。
図10に示すように、昇降制御が開始されると、所定のサンプリング周期が経過する毎に2つの対地高さ検出装置20における対地高さ検出値をサンプリングして(ステップ1、2)、2つの対地高さ検出装置20のうちの少なくともいずれか1つが目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出して上昇判定が行われると上昇処理を実行する(ステップ3、4)。
【0056】
この上昇処理は図11に示すようにして行われる。先ず、目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出した対地高さ検出装置20の対地高さ検出値と目標対地高さ範囲との偏差が大きいほど大きい操作力となるように上昇操作用の操作力を設定する(ステップ41)。具体的には、油圧シリンダ8は作動油流量を変更させることで上昇側操作力を変更調節する。つまり、上昇制御弁V1を上昇位置に切り換えた状態で、下降制御弁V2に対する排出位置と停止位置とのデューティ比を偏差に応じて変更設定するのである。
【0057】
そして、そのように設定した操作力にて油圧シリンダ8を作動させて刈取部10の上昇操作を行う(ステップ42)。そのとき対機体高さセンサS3の検出値の情報に基づいて刈取部10の走行機体に対する対機体高さが設定量H1(図13参照)上昇すると上昇操作を停止させる(ステップ43、44)。しかし、刈取部10が前記設定量H1上昇するまでの間において、上昇操作を開始してから上昇操作用の所定時間t1が経過した後においても、前記対地高さ検出装置20が目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出する状態を維持していれば、油圧シリンダ8の操作力を前記操作力よりも大側の操作力に変更して上昇操作を継続する(ステップ45、46、47)。
【0058】
前記ステップ3にて、2つの対地高さ検出装置20のいずれも目標対地高さ範囲より低い対地高さを検出していなければ、次に下降処理を実行するための下降条件が成立しているか否かを判定する(ステップ5)。具体的には、走行機体がその時点よりも以前に下降判別用の設定距離(例えば、約30cm)走行する間においてサンプリングされた2つの対地高さ検出装置20夫々についての最も低い検出値が全て目標対地高さ範囲よりも高い対地高さであれば下降条件が成立しているものとする。言い換えると、下降判別用の設定距離を走行する間において、いずれの対地高さ検出装置20も目標対地高さ範囲よりも高い対地高さしか検出していない状態であれば下降条件が成立しているものとする。
【0059】
そして、下降条件が成立しているとして下降判定が行われると、下降処理を実行する(ステップ6、7)。尚、この昇降制御を実行中に設定速度以上の高速で旋回走行が行われると、2つの対地高さ検出装置20のいずれもが接地体21が地面に接地していない自由状態のときの対地高さ検出値(MAX)を検出するまで退避上昇させる(ステップ8、9)。
【0060】
次に前記下降処理について説明する。この下降処理は図12に示すようにして行われる。つまり、油圧シリンダ8を作動させて刈取部10の下降操作を行う(ステップ71)。このとき、下降速度としては、低速側の所定速度が設定される。そして、このとき上記したような上昇操作が実行された直後における下降処理であるか否かが判断され、上昇操作が実行された直後における下降処理(図13の▲1▼)であれば、対機体高さセンサS3の検出値の情報に基づいて、上昇処理を開始する直前の対機体高さh0(図13参照)よりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置h1まで刈取部10を下降させると下降操作を停止させる(ステップ72、73、74)。
【0061】
次に、上昇操作が実行された直後における下降処理でない場合(図13の▲2▼)には、2つの対地高さ検出装置20夫々の接地体21が地面に接触していない非接地状態であること、つまり、2つの対地高さ検出装置20のいずれもが接地体21が地面に接地していない自由状態のときの対地高さ検出値(MAX)であることを判別すると、いずれかの対地高さ検出装置20の接地体21が地面に接触する接地状態であることを判別するまで、つまり、いずれかの対地高さ検出装置20の対地高さ検出値がMAXより低い値を検出する状態になるまで連続して刈取部10を下降させる(ステップ75)。又、いずれかの対地高さ検出装置20の接地体21が地面に接触する接地状態であることを判別した後は、対機体高さセンサ33の検出値の情報に基づいて、刈取部10の対機体高さが設定量H2下降するまで刈取部10を下降させ、対機体高さが設定量下降すると刈取部10の下降操作を停止させる(ステップ76)。
【0062】
又、ステップ1にて前記サンプリング周期が経過していなくても、2つの対地高さ検出装置20のうちの少なくともいずれか1つが目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出して上昇判定が行われると上昇処理を実行することになる(ステップ10)。又、上昇判定が行われない場合であっても、上昇処理を実行中であれば上昇処理を引き続いて実行し(ステップ11)、下降処理を実行中であれば下降処理を引き続いて実行する(ステップ12)。
【0063】
〔別実施形態〕
以下、別実施形態を列記する。
【0064】
(1)上記実施形態では、前記上昇処理として、刈取部の走行機体に対する対機体高さが設定量上昇するまで昇降操作手段を作動させる構成としたが、このような構成に代えて、上昇を開始してから上昇制御用の設定時間が経過するまで昇降操作手段を作動させる構成としてもよい。
【0065】
(2)上記実施形態では、前記上昇処理として、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出した前記対地高さ検出手段の前記対地高さと前記目標対地高さ範囲との偏差が大きいほど大きい操作力にて前記刈取部を上昇操作させるように前記昇降操作手段の作動を制御すること(以下、偏差制御という)と、上昇操作を開始してから上昇操作用の所定時間が経過した後においても、対地高さ検出手段が目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出する状態を維持していれば、大側の操作力に変更して昇降操作手段を作動させるようにすること(以下、操作力増大制御という)を夫々実行するようにしたが、このような構成に代えて、次のような各種の形態で実行するようにしてもよい。
前記偏差制御と前記操作力増大制御とのうちいずれか一方だけを実行する構成としてもよい。
前記偏差制御を行わずに、前記偏差の大きさにかかわらず常に一定の操作力で昇降操作手段の作動を制御するものでもよい。
前記操作力増大制御を行わずに、上昇操作を行うときに予め初期設定された操作力で昇降操作手段の作動を継続して行うものでもよい。
【0066】
(3)上記実施形態では、前記上昇処理を実行した直後の前記下降処理においては、前記上昇処理を開始する直前の対機体高さよりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置まで前記刈取部を下降させるように前記昇降操作手段の作動を制御したが、このような構成に代えて、前記上昇処理を開始する直前の対機体高さにまで下降させるようにしてもよく、刈取部の対機体高さが設定量下降するまで、あるいは、下降を開始してから設定時間が経過するまで、又は、いずれかの前記対地高さ検出手段の検出値が前記目標対地高さ範囲内になるまで、前記昇降操作手段を作動させるように構成してもよい。
【0067】
又、上記実施形態では、前記直後の下降処理以外の下降処理では、刈取部の対機体高さが設定量下降するまで昇降操作手段を作動させるように構成したが、このような構成に代えて、下降を開始してから設定時間が経過するまで昇降操作手段を作動させるように構成してもよい。又は、いずれかの前記対地高さ検出手段の検出値が前記目標対地高さ範囲内になるまで、昇降操作手段を作動させるように構成してもよい。
【0068】
(4)前記対地高さ検出手段としては、上記実施形態の構成に代えて次のように構成するものでもよい。
つまり、この実施形態では、図14に示すように、接地体21の中間部21aが下方側に突き出る湾曲状態に形成され、機体側面視で中間部21aが前端側及び後端側より機体下方向きに突き出て接地する取り付け姿勢で保持部47と支持部55とにわたって支持される構成であり、この接地体21の前端部が保持部47に対して連結ネジ48によって締め付け固定され、接地体21の中間部21aの上面側にブラケットを取り付けて設けた出力部21eを、連動リンク27によってポテンショメータ22の揺動自在な操作アーム22aに連動連結される構成としている。又、接地体21の後端部21dを支持する支持部55は図15に示すように、分草フレーム16に固定された門形の部材にて構成され、その内面56で接地体21を摺動自在に受け止め、左右両側部にて接地体21の横方向のずれ動きを阻止する構成となっている。
この実施形態では、刈取部10の対地高さが変化して分草フレーム16の対地高さが変化すると、接地体21の中間部21aにて地面に接地して中間部21aが上下に変形し、接地体21の中間部21aの分草フレーム16に対する高さが変化する。そして、接地体21の中間部21aの上下動を連動リンク27を介してポテンショメータ22の操作アーム22aに伝達し、このポテンショメータ22により、接地体21の中間部21aの分草フレーム16に対する高さを検出する構成となっている。
【0069】
(5)前記対地高さ検出手段としては、前記ポテンショメータに代えて、接地体の前部側の回動量や中間部の上下変位量に応じて入り切り操作されるように構成したスイッチ式の検出部を備える構成としてもよい。
【0070】
(6)上記実施形態では、前記各対地高さ検出手段としての対地高さ検出装置29は、接地体21が機体横幅方向に対しては相対移動が規制される構成としたが、このような構成に代えて、接地体21が機体横幅方向に対しては相対移動が可能なように構成してもよい。例えば、図3に示す構成において保持部40を分草フレーム16に対して前後軸心周りで相対回動自在に支持する構成として、接地体21が前後軸心周りで回動して機体横幅方向に対しては相対移動できるようにしてもよい。この構成であれば、走行機体が旋回走行した場合にも接地体に無理な力がかからないように退避可能となる。
【0071】
(7)上記実施形態では、刈取収穫機としてコンバインを例示したが、コンバインに限らず、野菜やイグサ等の収穫機にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバイン前部の側面図
【図2】対地高さ検出装置の支持構成を示す斜視図
【図3】対地高さ検出装置の側面図
【図4】対地高さ検出装置の平面図
【図5】接地体後部の断面図
【図6】連動ケースの断面図
【図7】帯板バネ保持部の正面図
【図8】制御ブロック図
【図9】高さ調整状態を示す図
【図10】制御動作のフローチャート
【図11】制御動作のフローチャート
【図12】制御動作のフローチャート
【図13】刈取部の高さ変化状態を示す図
【図14】別実施形態の対地高さ検出装置の側面図
【図15】別実施形態の接地体後部の断面図
【符号の説明】
8 昇降操作手段
10 刈取部
12 分草具
20 対地高さ検出手段
21 接地体
30 制御手段
32 目標高さ範囲調整手段
Claims (8)
- 先端に分草具を備えた刈取部を走行機体に対して昇降操作する昇降操作手段と、前記刈取部の対地高さを検出する対地高さ検出手段と、この対地高さ検出手段の検出情報に基づいて前記昇降操作手段を制御する制御手段とが備えられた刈取収穫機の刈取昇降制御装置であって、
前記対地高さ検出手段が、
下方側に向けて弾性付勢され且つ下方変位自在な橇状の接地体の接地圧の大小による上下変位に基づいて対地高さを検出する形態に構成されて、前記刈取部の刈幅方向に位置を異ならせて複数配備され、
前記複数の対地高さ検出手段の夫々にて検出される目標対地高さ範囲が、前記接地体が弾性付勢力に抗して上下変位する範囲内に定められ、
前記制御手段が、
前記複数の対地高さ検出手段のうちの少なくともいずれか1つが、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出すると、前記刈取部を上昇させる上昇処理を実行し、
且つ、走行機体が下降判別用の設定距離又は下降判別用の設定時間走行する間における前記複数の対地高さ検出手段夫々についての最も低い検出値が全て前記目標対地高さ範囲よりも高い対地高さであれば、前記刈取部を下降させる下降処理を実行するように構成されている刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記制御手段が、
前記上昇処理として、前記刈取部の前記走行機体に対する対機体高さが設定量上昇するまで、又は、上昇を開始してから上昇制御用の設定時間が経過するまで前記昇降操作手段を作動させるように構成されている請求項1記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記制御手段が、
前記上昇処理として、前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出した前記対地高さ検出手段の前記対地高さと前記目標対地高さ範囲との偏差が大きいほど大きい操作力にて前記刈取部を上昇操作させるように前記昇降操作手段の作動を制御するように構成されている請求項1又は2記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記制御手段が、
前記上昇処理として、上昇操作を開始してから上昇操作用の所定時間が経過した後においても、前記対地高さ検出手段が前記目標対地高さ範囲よりも低い対地高さを検出する状態を維持していれば、大側の操作力に変更して前記昇降操作手段を作動させるように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記制御手段が、
前記下降処理として、前記刈取部の前記対機体高さが設定量下降するまで、あるいは、下降を開始してから設定時間が経過するまで、又は、いずれかの前記対地高さ検出手段の検出値が前記目標対地高さ範囲内になるまで、前記昇降操作手段を作動させるように構成されている請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記制御手段が、
前記上昇処理を実行した直後の前記下降処理においては、前記上昇処理を開始する直前の対機体高さよりも所定量高い位置に設定された下降用目標位置まで前記刈取部を下降させるように前記昇降操作手段の作動を制御するよう構成されている請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記制御手段が、
前記下降処理として、前記複数の対地高さ検出手段夫々の前記接地体が地面に接触していない非接地状態であることを判別すると、いずれかの対地高さ検出手段の前記接地体が地面に接触する接地状態であることを判別するまで連続して前記刈取部を下降させるように、前記昇降操作手段の作動を制御するよう構成されている請求項1〜6のうちいずれか1項に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。 - 前記目標対地高さ範囲を手動操作にて変更調整自在な目標高さ範囲調整手段が備えられている請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の刈取収穫機の刈取昇降制御装置。
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