JP2005218351A - 農作業車 - Google Patents

Abstract

【課題】往復植付け走行行程における畦際の折り返し旋回の際に、機体旋回に付帯するオペレータの操作負担の軽減を図りつつ、植付の終端位置と再開位置とを一定に揃えることができる農作業車を提供するものである。
【解決手段】農作業車は、圃場植付け作業を行う作業機を備える機体と、この機体を旋回走行可能に支持する左右の走行部と、これら左右の走行部に個々に変速伝動する左右のサイドクラッチを内設した変速伝動部と、上記左右の走行部の回転差に基づいて旋回走行を制御する制御部とを備えて構成され、上記変速伝動部の左右のサイドクラッチから左右の走行部までの伝動系の中の最高速回転部位に左右それぞれの回転センサを設け、これら回転センサによる左右の回転差に基づいて上記制御部が機体旋回とともに作業機を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、機体走行とともに田植作業等の圃場植付け作業をする農作業車に関するものである。

旋回走行可能な機体に備えた作業機により、機体走行とともに田植作業を行う水田作業車において、特許文献１に示すように、機体の旋回走行動作と連動して作業機の動作を制御するようにしたものが知られている。この水田作業車は、機体に昇降調節可能に取付けられて田植え等の水田植生作業を行う作業機と、この作業機と一体構成のフロート等を備えて構成される。このフロートは、前後方向傾斜を検出可能に取付けられた平板状浮体であり、水田の植生盤面を均平整地するとともに、植生盤面の高さ位置を検出する。

田植え等の圃場の往復作業走行においては、フロートで植生盤面を均平整地しつつ作業機が植付作業を行う。このとき、フロートの傾斜角度等に基づいて作業機の高さを昇降調節して植付け深さを調節する。往行から復行への折り返し地点でＵターン旋回する旋回行程においては、作業機の植付動作を停止するとともに上昇動作により作業機とフロートとを植生盤面の上方の非作業高さ位置に保持して旋回走行に入り、機体が復行方向まで旋回すると作業機とフロートを下降するとともに同作業機を稼動することにより植付けを再開する。この一連の旋回操作を制御部により機体の旋回動作と連動して自動処理することにより、オペレータの操作負担を軽減することができる。

しかし、上記制御部による一連の旋回自動処理においては、湿田における車輪の滑り等による走行距離の算出誤差の問題から、Ｕターン旋回する折り返し地点における植付終端位置と植付再開位置とが不揃いとなるので、依然としてオペレータに大きな操作負担が強いられるという問題があった。このような問題は、水田の田植作業に限らず、野菜苗を含む圃場植付け作業に共通するものである。
特開２００２−３３５７２０号公報

解決しようとする問題点は、往復植付け走行行程における畦際の折り返し旋回の際に、機体旋回に付帯するオペレータの操作負担の軽減を図りつつ、植付の終端位置と再開位置とを一定に揃えることができる農作業車を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、圃場植付け作業を行う作業機を備える機体と、この機体を旋回走行可能に支持する左右の走行部と、これら左右の走行部に個々に変速伝動する左右のサイドクラッチを内設した変速伝動部と、上記左右の走行部の回転差に基づいて旋回走行を制御する制御部とを備える農作業車において、上記変速伝動部の左右のサイドクラッチから左右の走行部までの伝動系の中の最高速回転部位に左右それぞれの回転センサを設け、これら回転センサによる左右の回転差に基づいて上記制御部が機体旋回とともに作業機を制御することを特徴とする。上記変速伝動部に内設した左右のサイドクラッチの制御により左右の伝動系が制御されて機体が旋回走行する。この時、左右の伝動系の最高速回転部位に設けた回転センサによりそれぞれの走行距離が高精度で算出され、この左右の回転差に基づいて機体旋回および作業機動作が制御される。

本発明の農作業車は以下の効果を奏する。
発明の効果は、左右の伝動系のそれぞれの走行距離を高精度で算出して機体旋回および作業機動作を制御するように構成したことから、旋回行程における走行距離の算出誤差が抑えられるとともに、この旋回動作と連動して制御される作業機により、オペレータの操作負担を要することなく、旋回前後における植付終端位置と植付再開位置とを揃えるべく高精度で制御することができる。

本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の農作業車を図１の側面図に示す田植機について説明する。田植機１は、左右の前輪２、２と左右の後輪３、３とによって４輪駆動可能に機体を支持し、操舵ハンドル４、オペレータシート５、エンジン６、植付部７のほか、各種機器を制御する後述の制御装置を備える。

植付部７は、機体後部に平行リンク等によって構成した昇降リンク部１１を介して昇降制御可能に取付け、図示せぬ植付クラッチを介して機体の走行に合わせて多条植え動作するほか、植付け動作と連動して苗を順次送り出す送出部１３、薬肥を吐出する施肥部１４、均平整地用のフロート部１５…等を備える。また、昇降リンク部１１には、植付部７の昇降動作を検出する昇降リンクセンサ１１ａを設ける。

これらの搭載機器の伝動系については、たとえば、図２の伝動系平面図に示すように、伝動機２１はエンジン６から付設の前後進無段変速機（ＨＳＴ）２２のプーリ軸２２ａに動力を受け、この動力を変速するとともに前輪系、後輪系、作業機系に動力を分ける。前輪系の構成は、伝動機２１の左右に延出する筒状ケースに伝動軸を内設した前輪伝動部２３，２３に左右の前輪２，２のナックル２ａ，２ａを転向可能に支持して構成する。後輪系の構成は、伝動機２１に内設した左右のサイドクラッチ２４，２４を介して伝動機後方に延びる後輪伝動軸２５，２５から左右の後輪伝動部２６，２６を介して後輪３，３を各別に駆動する。作業機系の構成は、伝動機２１の片側部（図例は右側）から作業機伝動軸２７を介して後方の植付部７等の作業機を駆動する。

上記前輪伝動部２３，２３の一方（図例は左側）には、ナックル２ａの転向角度を検出する前輪角度センサ２ｂ取付ける。左右のサイドクラッチ２４，２４とその動力を受ける後輪伝動軸２５，２５から後輪３，３までの左右の伝動系には、その最高回転部位の回転状況を検出する回転センサ２５ａ，２５ａを、例えば、後輪伝動部２６，２６に設ける。後輪伝動部２６，２６は、図３の伝動系統展開図に示すように、後輪伝動軸２５を受ける導入軸３１からベベルギヤ３１ａを介して減速軸３２を設け、この減速軸３２からさらに後輪車軸３ａに減速伝動する。導入軸３１には回転センサ２５ａを設け、その積算処理によって走行距離を左右各別に算出する。この回転センサ２５ａによる走行距離は、伝動系中の高速回転部位に設けることにより、左右各別に高精度で算出することができる。その他、後輪伝動部２６，２６を支持する機体フレーム１ａには、前後傾斜センサ１ｂを取付けて機体の前後方向の傾斜を検出する。

制御装置の構成は、図４の入出力系統図に示すように、入出力信号の演算処理をする制御部４１に、各種のスイッチ、センサの信号を受け、また、機体走行と作業部動作用の各種機器のアクチュエータ類を制御する。具体的には、入力側に、前後傾斜センサ１ｂ、前輪角度センサ２ｂ、昇降リンクセンサ１１ａのほか、植付け自動動作選択用の植始め自動切替スイッチ４２、植付部７の自動上昇選択用の植付部上昇モードスイッチ４３、操舵操作検知用のハンドル切れ角センサ４４、作業部の下降タイミングを決めるｎ１設定ダイヤル４５、植付タイミングを決めるｎ２設定ダイヤル４６等、また、出力側に、昇降部１１の油圧シリンダ７ａを介して植付部７を昇降する電磁油圧バルブ７ｂ、植付部７の植付け稼動用の植付クラッチ作動ソレノイド５１、施肥機動作用の施肥クラッチ作動ソレノイド５２等を接続する。

ｎ１設定ダイヤル４５およびｎ２設定ダイヤル４６は、「標準」を中心に「早」から「遅」までの所定範囲内で調節可能なダイヤルであり、その指示と対応するドライブシャフトの回転距離ｎ１，ｎ２が、それぞれ、作業部７の下降タイミング、植付開始タイミングとして設定される。

機体旋回の際の作業機制御処理の詳細は、図５のフローチャートに示すように、植付部７の上昇モードスイッチ４３をチェック（Ｓ１）し、上昇モードでない場合についてドライブシャフト回転数チェック（Ｓ２）によって所定の設定回転数ｎ１の距離になるまでの間は、前輪角度が規定値未満の場合にドライブシャフト回転数を所定値減算し（Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ）し、また、後輪伝動軸回転数の急激変化に対応して植付タイミング位置の設定回転数ｎ２を補正（Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ）し、この時必要により下降位置の設定回転数ｎ１を補正する。

上記後輪伝動軸回転数のチェック（Ｓ２ｃ）により、旋回内側後輪の車軸回転数累計が緩やかに増加する場合は、この累計が設定値に達してから旋回内側後輪３のサイドクラッチ２４の入りと、植付部７の作業位置への下降と、植付けクラッチの入りとが自動的に行われ、また、旋回内側後輪３の車軸回転数累計が急激に増加する場合は、この累計が設定値に達する前に、植付部７の作業位置への下降開始と、植付けクラッチの入りとが自動的に行われ、サイドクラッチ２４の入りは、累計が設定値に達してから行われるように構成する。この場合は、旋回速度に応じて植付部７の作業位置への下降タイミングと植付クラッチの入りタイミングとを修正し、旋回後の植付作業の再開を円滑に行うことができる。

上記チェック（Ｓ２）によって所定の旋回距離ｎ１になった時は、旋回操作の判定のためのハンドル角度が規定値ａ（例えば９０°）以上であることを条件（Ｓ３）に植付部「下げ」を指令（Ｓ４）し、この時、昇降リンクセンサが規定値以上の場合には植付けタイミングを遅らせるように植付け開始までの距離と対応して設定回転数ｎ２を増加補正（Ｓ４ａ，Ｓ４ｂ）する。上記植付けの開始タイミングは、耕盤が深いときはタイミングを遅くするように、昇降リンクセンサ１１ａに基づいてタイミング補正をすることにより、また、車速が高速であればタイミングを早くするように補正をすることにより、植え始めの位置が植え終わりの位置と揃うので、無駄なく植付けすることができる。また、上記ハンドル角度チェック（Ｓ３）で規定値ａ未満であれば警報出力（Ｓ３ａ）の上で処理を終了する。

次いで、ドライブシャフト回転数チェック（Ｓ５）に入る。このチェックは、上記上昇モードスイッチチェック（Ｓ１）で上昇モードの場合の植付部「上げ」の指令（Ｓ１ａ）の場合を含めて行い、所定の旋回距離ｎ２になるまでの間は、上記後輪伝動軸回転数変化に対応して植付位置の設定回転数ｎ２を補正（Ｓ２ｃ，Ｓ２ｄ）する。所定の旋回距離ｎ２になったときは、ハンドル角度のチェック（Ｓ６）により規定値ｂ未満であることを条件に施肥クラッチ「入」を指令（Ｓ７）し、規定値ｂ以上であれば警報出力（Ｓ３ａ）の上で処理を終了する。

続いて、植始め自動切替スイッチが「入」であること（Ｓ８）を条件に、ドライブシャフト回転数チェック（Ｓ９）によって所定の旋回距離ｎ２になるまで処理を繰り返す。自動切替スイッチが「入」でないときは処理を終了し、所定の旋回距離ｎ２になった時は、植付「入」を指令（Ｓ１０）するとともにドライブシャフト回転カウントクリア（Ｓ１１）により新たに直進距離カウントを開始する。

上述のように構成することにより、左または右のターン制御処理により、機体の旋回動作と連動して植付部７が対応動作することにより、植付けの始終端位置を揃えることができる。また、図６の制御系統図のように、ハンドル切れ角センサ４４とサイドクラッチ調節ダイヤル５３とによって左右のサイドクラッチシフタ２４ａ，２４ａをモータ２４ｂ、２４ｂで制御する構成においては、そのフローチャートを図７に示すように、調節ダイヤル値に基づいてハンドル切れ角境界値Ａを設定（Ｓ２１）し、そのハンドル切れ角センサの信号に基づき（Ｓ２２）、切れ角が境界値Ａ以下の場合は左右ともモータ２４ｂ、２４ｂをオフ（Ｓ２３）し、切れ角がＡ以上の場合は旋回内側の対応する側のモータ２４ｂをオン（Ｓ２３ａ，Ｓ２３ｂ）するように信号制御することによってハンドルの切れ角に応じて旋回用のクラッチやブレーキを高精度で制御することができる。

次に、植え仕舞いの処理について説明する。図８のフローチャートに示すように、植付クラッチの「入り」（Ｓ３１）および前後傾斜センサが所定以上前上がりを検出（Ｓ３２）した場合は、センタフロートセンサをチェック（Ｓ３３）することにより、傾斜が前上がりまたは大きな前下がりであれば電磁油圧バルブの「上昇」指令（Ｓ３３ａ，Ｓ３３ｂ）を出力する。このように制御することにより、植え仕舞いにおいて圃場から畔上に退場する際に、機体が前傾しても、これを傾斜センサ１ｂで検出し、センタフロートの角度（ポテンショの信号）を逆に制御し、フロートが垂れ下がっても、油圧制御によって上昇に変わるようにすることができる。したがって、機体が前傾するとフロートの検出感度が敏感になるだけで、実際にはフロート後部が沈み込み、圃場が抉られて植付けが乱れるという問題を解決することができる。

農作業車の側面図である。 図１の農作業車の伝動系平面図である。 後輪伝動部の伝動系展開図である。 制御部の入出力系統図である。 作業機制御処理のフローチャートである。 サイドクラッチ制御の制御系統図である。 サイドクラッチ制御のフローチャートである。 植え仕舞い処理のフローチャートである。

符号の説明

１ 田植機
２ａ ナックル
２ｂ 前輪角度センサ
３ 後輪
４ 操舵ハンドル
６ エンジン
７ 植付部
１１ 昇降リンク部
１１ａ 昇降リンクセンサ
１５ フロート部
２１ 伝動機
２３ 前輪伝動部
２４ サイドクラッチ
２５ 後輪伝動軸
２５ａ 回転センサ
２６ 後輪伝動部
３１ 導入軸
４１ 制御部
４４ ハンドル切れ角センサ
４５ ｎ１設定ダイヤル
４６ ｎ２設定ダイヤル
ａ，ｂ 規定値
ｎ１，ｎ２ 設定回転数

Claims (1)

1. 圃場植付け作業を行う作業機を備える機体と、この機体を旋回走行可能に支持する左右の走行部と、これら左右の走行部に個々に変速伝動する左右のサイドクラッチを内設した変速伝動部と、上記左右の走行部の回転差に基づいて旋回走行を制御する制御部とを備える農作業車において、
   上記変速伝動部の左右のサイドクラッチから左右の走行部までの伝動系の中の最高速回転部位に左右それぞれの回転センサを設け、これら回転センサによる左右の回転差に基づいて上記制御部が機体旋回とともに作業機を制御することを特徴とする農作業車。
   

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