JP2006230278A - 田植機 - Google Patents

Abstract

【課題】 田植機の制御部は、田植機のヘッドアップを考慮しつつ植付部の昇降制御を行っているが、エンスト後の再作業時は田植機のヘッドアップが解消され、植付部が圃場面に対し浮いた状態であり、昇降制御が停止されているため、苗を圃場に適切に植え付けることができない。
【解決手段】 （１）植付爪の動作の入又は切を行う植付クラッチの状態が入の状態であると制御部１００が判断できる場合、（２）車速センサ８３の検出結果により、田植機１の車速が所定値以上であると制御部１００が判断できる場合、（３）角度センサ８０の検出結果により、制御部１００がセンターフロート３４やサイドフロート３５等のフロートが圃場面に接触していないと判断できる場合、の３つの条件が揃ったときに、制御部１００は、警報手段の一例であるモニタランプ部１１０を点灯させる等によって、座席１３にて田植機１を操作する操作者に警告を発する。
【選択図】図４

Description

本発明は、苗を圃場へ植え付けるための植付部を自動的に昇降制御しながら適切に苗を植え付ける田植機に関するものである。

従来より、圃場面と植付部の植付爪との間隔を適切に保つために、苗を圃場へ植え付けるための植付部を自動的に昇降制御しながら適切に苗を植え付ける田植機がある。
このような昇降制御を行うのは、圃場面の凹凸や田植機の車速等によって、圃場面と植付爪との間隔が絶えず変化するため、この変化に追従させるためである。
このような昇降制御を行う田植機の一例としては、下記特許文献１に示されるようなものがある。
特開２０００−１７５５２０号公報

ところで、上述のようにして植付部を昇降制御を行う田植機は、圃場上を走行しながら苗を圃場に植えつけるのであるが、この場合に田植機全体の姿勢は図６（ａ）に示すようになる。
尚、図６は田植機の構造を簡略化して模式的に示したものであり、図６（ａ）は走行状態の田植機の姿勢を強調して示したものであり、図６（ｂ）は停止状態の田植機の姿勢を強調して示したものである。
例えば、田植機１が前方側へ走行している場合には、図６（ａ）に示すように、田植機の前部側（進行方向側）は圃場からの抵抗等によって上方へ浮き上がる現象（ヘッドアップ）が発生し、このヘッドアップは車速が増加するほど顕著になる。
この場合に、田植機１の制御部は、上記ヘッドアップを考慮しつつ、適切にセンターフロート３４やサイドフロート３５を適切に圃場面４０に接触させるように植付部４を制御している。
しかしながら、走行中にエンスト等で田植機１が停止すると、田植機１の姿勢は図６（ｂ）に示すように、田植機本機と植付部４との位置関係が保たれた状態で上記ヘッドアップが解消して、圃場面４０に対して略平行となり、フロートが圃場面４０から浮いた状態となる。
また、植付部の昇降レバーが下げ位置にある状態でエンジンを再スタートさせたときに植付部が急に下がることを回避するため、再スタート時は植付部の昇降制御ができないようになっている。つまり、植付部はエンスト直前の状態を保ったまま再スタートすることになる。
したがって、この状態で直接作業を再開すると、フロートが圃場面４０から浮いた状態となって、苗の植付が適切に行われなくなる。
つまり、上述したように田植機の制御部は、田植機のヘッドアップを考慮しつつ植付部の昇降制御を行っているが、エンスト後の再作業時は田植機のヘッドアップが解消され、植付部が圃場面に対し浮いた状態であり、昇降制御が停止されているため、苗が圃場に適切に植え付けることができなくなる。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンスト後の再作業時等における植付作業の不具合が発生することを防止するための田植機を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、エンジン回転数検知手段と、キースイッチと、植付クラッチ入・切センサと、車速検出手段と、フロート角度検知手段と、警報手段と、これらと接続して以下の条件で警報を発する制御部を有する田植機であって、エンジンを再起動して苗の植付作業を行う際に、植付爪の入又は切を行う植付クラッチが入の状態である条件、車速が所定値以上である条件、フロートが圃場面に接触していない条件、前記全ての条件が満たされた場合に、警報を発する警報手段を具備するものである。

請求項２においては、前記条件のうち少なくとも一つが満たされないときは、前記警報手段による警報処理を実行しないものである。

請求項３においては、前記車速が所定値以上である条件のみが満たされなくなった時には、前記警報手段による警報処理が所定時間行われた後に、該警報処理を停止するものである。

請求項４においては、前記警報手段による警報処理は、別途設けられるスイッチ等では手動停止できないものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１の構成により、苗の植付作業中に圃場上で停止した際に、全ての条件が揃った場合に、警報手段によって報知されるので、フロートが圃場から浮いた状態での苗の植付作業を防止することが可能となる。

請求項２の構成により、無駄な警報処理が行われることによって、作業効率が下がることを防止することが可能となる。

請求項３の構成により、より適切に操作者に苗の植付作業が行えないことを警告することが可能となる。

請求項４の構成により、全ての条件が揃っている状況で苗の植付作業を行うことに対して確実に操作者に警告を発することが可能となり、浮き苗等の不具合が発生することをより確実に防止することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
図１は本発明を実施するための最良の形態に係る乗用田植機の外観を示す概略構成図、図２は図１に示す乗用田植機の側面図、図３は操向ハンドル１４近傍の操作系の主要部を抽出した概略構成図、図４は制御系の概略構成を示したブロック図、図５は左右姿勢制御スイッチ部１２０を示す図、図６は田植機の姿勢の変化を示した模式図、である。

＜全体構成＞
先ず、本発明を実施するための最良の形態に係る田植機の全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。
ここで説明する田植機１は、例えば８条植えの乗用田植機とし、機体の後部に昇降リンク機構２７を介して植付部４を装着している。
また、車体フレーム３の前部上方にエンジン２を搭載し、前下部にフロントアクスルケース６ａを介して前輪６を支持するとともに、後部にリアアクスルケース８ａを介して後輪８を支持している。
上記エンジン２はボンネット９に覆われ、該ボンネット９の両側に予備苗載台１０・１０を配設し、該ボンネット９の後部のダッシュボード５上に操向ハンドル１４を配置している。
該ボンネット９の両側とその後部の車体フレーム３上は車体カバー１２で覆われている。
操向ハンドル１４の後方位置には座席１３を配置し、ボンネット９の両側と座席１３の前部、座席１３の左右両側、及び座席１３の後方をステップとしている。

＜植付部４＞
田植機１の後部に設けられる植付部４には、ここでは８条分の苗載台１６が設けられ、植付爪支持部となる植付伝動ケースの後部に設けるロータリーケース２２・２２・・・や該ロータリーケース２２に取り付けられる植付爪や、センターフロート３４や、サイドフロート３５等が設けられている。
前記苗載台１６は前高後低に配設して、苗載台１６の下部は下ガイドレール１８、前面の上部は上ガイドレール１９によって左右往復摺動自在に支持されている。
この下ガイドレール１８及び上ガイドレール１９は、植付センターケース２０や植付フレーム２３等を介して支持されている。
また、植付センターケース２０より左右両側方へ連結パイプ（不図示）を突設して、伝動ケース（不図示）を固設し、該伝動ケースを平行に後方へ突出させて、該伝動ケースの後部両側に一方向に回転させるロータリーケース２２・２２・・・を配置し、該ロータリーケース２２・２２・・・に植付爪を設けている。
尚、ロータリーケース２２・２２・・・は、１条分の苗載台１６に対して１組配設されるので、上記８条用の田植機の場合には８つ設けられている。
更に、前記植付センターケース２０の前部にはローリング支点軸を介して前記昇降リンク機構２７と連結され、該昇降リンク機構２７はトップリンク２５やロワーリンク２６等より構成され、座席１３下方に配置したアクチュエータと油圧シリンダとからなる昇降シリンダ（不図示）によって植付部４を昇降できるようにしている。
センターフロート３４及びサイドフロート３５は、上述した昇降リンク機構２７の後部に連結される植付センターケース２０や植付伝動ケースの下方にリンク機構を介して支持されている。
このセンターフロート３４又はサイドフロート３５には、フロート角度検知手段の一例である角度センサが設けられ、後述する昇降用等のコントロールユニットに接続されている。
これにより、該コントロールユニットは、該角度センサより得られるフロートの角度に応じて、昇降シリンダを作動させて昇降リンク機構２７を上下動させることによって、植付部４の昇降制御を行って適切に植付作業を行えるようにしている。
左右両側方の苗載台１６の下方に設けられるパイプにはマーカ３６・３６が設けられており、ダッシュボード５に設けたレバーを操作することで右または左のマーカ３６を右側または左側へ突出させることが可能となり圃場にマーキングが可能となる。

＜操作部＞
また、図１及び図２においては図面の縮尺の関係上明示していないが、ダッシュボード５の近傍は、詳しくは図３に示すようなレバーやスイッチ等の操作部９０が設けられている。
図３に示すように、ダッシュボード５の後部側（座席１３側）で左右方向の中央部分には操向ハンドル１４が設けられ、該操向ハンドル１４近傍には植付部４の植付作業に関わるスイッチ類とレバー類が配設されている。
このスイッチ類としては、植付深さ設定ＳＷ６１と圃場状態設定手段の一例である圃場硬度設定ＳＷ６２と作業選択ＳＷ６３と苗継ＳＷ６４が配置されている（ここで、「ＳＷ」とは「スイッチ」を意味している。以下同様）。
植付深さ設定ＳＷ６１は、苗を圃場に植え付ける際の植付深さを設定するためのボリューム式のスイッチである。
圃場硬度設定ＳＷ６２は、操作者が知り得た圃場の硬度を設定入力するためのボリューム式のスイッチである。即ち、乗用田植機に該圃場の状況に応じた作業が行えるように設定するためのスイッチであり、圃場の状況の例としては「標準」、「深水」、又は「枕地」等がある。
「標準」とは、当該乗用田植機が植付作業を行う場合に特別な制御を実行せずに行える標準的な圃場であることを意味している。（標準モード）
「深水」とは、上記標準と比較して圃場の水量（深さ）が多い場合を意味している。（深水モード）
「枕地」とは、上記標準と比較して圃場の水量（深さ）が少ない場合、或いは、圃場の中央部分と比較して圃場の状況が悪い（凹凸が多い等）場合等を意味している。（枕地モード）
作業選択ＳＷ６３は、田植機１で行う作業を選択するためのスイッチであり、作業例としては苗の植付作業や、植付作業を行わずに走行すること等である。
苗継ＳＷ６４は、ワンタッチで苗継ぎが行い易いように植付部４を最上部まで上昇させることなく、その上昇を予め定められる苗継作業用の低い位置で自動的に停止させるためのスイッチである。
上記レバー類としては、操向ハンドル１４に対して、ダッシュボード５の左側の近傍には主変速レバー９４等の操作領域９０ｂが設けられ、他方、操向ハンドル１４に対して、ダッシュボード５の右側の近傍にはクルーズコントロールレバー９２、アクセルレバー９３、ユーザによって植付部４を手動で昇降操作するための昇降レバー９１等の操作領域９０ａが設けられている。
上記操作領域９０ａ・９０ｂには、図３に示すように、上記各々のレバーの揺動範囲や保持位置を規定するガイド溝９１ａ・９２ａ・９３ａ・９４ａが設けられている。
また、操作領域９０ａ・９０ｂは、図３に示すようにダッシュボード５とは分離された部材よりなるものであってもよいし、或いは、ダッシュボード５と一体に形成されるものであってもよい。
また、ダッシュボード５の下部の座席１３側面には、エンジン２を始動入力するためのキーＳＷ６５が設けられている。

＜制御系の構成＞
例えば、図４に示すように、乗用田植機の全体制御を司る制御部１００には、植付深さ設定ＳＷ６１、圃場硬度設定ＳＷ６２、作業選択ＳＷ６３、苗継ＳＷ６４、キーＳＷ６５、センターフロート３４の前後角度変化を検出する角度センサ８０、植付部の左右傾斜センサ３００、植付部４を昇降する昇降シリンダを駆動する昇降シリンダ駆動部２００、田植機１の車速を検知するための車速センサ８３等が接続されている。
更に、制御部１００には、モニタランプ部１１０及び左右姿勢制御スイッチ部１２０が接続されている。
上記制御部１００は、上記各部（スイッチ、センサ等）より取得した情報と、当該制御部１００に予め設定記憶された内容とに基づいて、乗用田植機の全体を制御している。
また、該制御部１００は、上述したように乗用田植機の全体を制御する機能を有すれば足りるので、その機能を制限しない箇所であれば乗用田植機上の如何なる箇所に設けられても良い。
また、昇降シリンダ（不図示）、昇降リンク機構２７、昇降シリンダ駆動部２００等に昇降シリンダ等の高さ、伸縮、傾き等の情報を検出する位置センサ８１と、植付爪の動作の入又は切を行うための植付クラッチの状態を検出する植付クラッチセンサ８５とが、制御部１００に接続される構成となっている。
尚、位置センサ８１は、昇降シリンダ等の伸縮、植付部の高さ位置等の情報を検出するものである。、
また、図示しない田植機本機の前後方向の傾斜角度を検出するための傾斜センサや、エンジンの回転数等を検出するためのセンサ等の各種センサやこのセンサからの値に基づいて作動するアクチュエータも接続される。

＜モニタランプ部１１０、左右姿勢制御スイッチ部１２０＞
ところで、上記モニタランプ部１１０は、図１、図３、図５に示すようにダッシュボード５に設けられている。
尚、図５は左右姿勢制御スイッチ部１２０とモニタランプ部１１０等との位置関係を簡単に示したもので、ダッシュボード５等の記載を省略している。
該モニタランプ部１１０は、田植機１の状態、操作部９０の操作状況をランプ等で表示することによって、田植機１の操作者等の外部に対して報知する警報手段の一例である。
また、上記左右姿勢制御スイッチ部１２０は、本実施例では図５に示すように操向ハンドル１４のハンドル軸１４ａよりも前方側に設けている。また、このモニタランプ部１１０にスピーカ等を内蔵させることによって、ランプ表示だけでなく音声や断続音等によっても外部へ報知することが可能となる。
このモニタランプ部１１０には、例えば図５に示すように、４つのランプ表示窓１１０ａ・１１０ｂ・１１０ｃ・１１０ｄ等が設けられるものであっても良く、各ランプ表示窓は田植機１の状態や操作状況に応じて点灯するものである。
この左右姿勢制御スイッチ部１２０は、植付部の左右方向の自動の姿勢制御に関する操作部である。
この左右姿勢制御スイッチ部１２０には、左右傾斜スイッチ１２１と傾斜ボリュームスイッチ１２２が設けられている。
左右傾斜スイッチ１２１は、常時中立位置に付勢されるものであって、該中立位置で植付部４の左右方向の自動姿勢制御を行う状態となり、他方、左又は右に押されることで植付部４を手動で左又は右に傾斜させるためのスイッチの一例である。
この左右傾斜スイッチ１２１は以下のような理由で設けられている。
田植機１は圃場の凹凸によって機体が左右に傾くため、植付部４による苗の植付作業を適切に行うために、通常の作業状態では植付部４が圃場面に対して左右方向において、略水平となるように、左右方向の自動制御を行っている。
しかしながら、圃場は全て均平な水平状態にすることはできないので、部分的に傾斜した部分ができ、この左右方向の自動姿勢制御に拠らず手動操作によりその傾斜に合わせるように左右姿勢制御スイッチ部１２０の左右傾斜スイッチ１２１を操作するのである。
また、傾斜ボリュームスイッチ１２２は、植付部４の左右方向の自動姿勢制御を行う場合において、植付部４の左右方向の基本制御姿勢を定めるものである。
例えば、傾斜ボリュームスイッチ１２２が図５に示すようにセットされている場合には、植付部４は左右方向において略水平となるように制御される。
他方、進行方向に対して圃場面が右または左が浅くなっている場合には、傾斜ボリュームスイッチ１２２をその圃場面の傾斜に合わせて、左下側又は右下側に回動してセットし、植付部４を左右方向において左下又は右下に傾く状態を基本姿勢として、自動制御する。

＜条件＞
上述のように構成された田植機１において、苗の高速植付作業を行っている時に、過負荷が生じたり、凹部に嵌まり込んだりしてエンストとなった後に、再びエンジンを始動して作業する際に、以下のような条件が成立している場合には、制御部１００は植付部４の昇降制御を行わないようにし、警報を発する。
尚、エンストはエンジン回転数、点火装置、又は燃料噴射装置等で判断できるが、本実施例ではエンジン回転数をエンジン回転数センサ７２により検知して、回転が停止したことでエンストを検知している。
（１）第一の条件として、植付クラッチが「入」か「切」かを検知する植付クラッチセンサ８５の検出結果により、植付クラッチの状態が入の状態であると制御部１００が判断した場合。
尚、植付クラッチセンサ８５は、昇降レバー９１の回動基部、または植付クラッチを作動させるための操作経路途中に配置され、植付クラッチが「入」の位置にあるか「切」の位置にあるかを検知するようにしている。
（２）第二の条件として、車速センサ８３の検出結果により、田植機１の車速が所定値以上である場合。つまり、機体が動いている状態と制御部１００が判断した場合。
尚、該所定値は予め制御部１００に記憶されるものであって、例えば約０．１ｍ／ｓ以下の値で定められるものである。また、車速センサ８３は、走行輪（前輪６または後輪８）、または走行駆動伝達経路に配置される回転数検知センサ等により構成される。
（３）第三の条件として、フロート（センターフロート３４）の前後方向の角度を検知する角度センサ８０の検出結果によりフロートが最大前下りの角度となっていると検知した場合。
即ち、この場合は、植付部４は上昇され、フロートは圃場面（水面）より上方に離れた状態であるため、制御部１００は圃場面にフロートが接触していないと判断でき、植付部４の昇降制御が行われていない場合である。
尚、この判断は、角度センサ８０の値が、予め制御部１００に記憶される所定角度に達したか否かを判断することによって容易に行うことができる。
この（１）から（３）の３つの条件が揃った場合に、制御部１００は、警報手段の一例であるモニタランプ部１１０を点灯させる等によって、座席１３にて田植機１を操作する操作者に警告を発する。
尚、この場合に、モニタランプ部１１０により警報を発する代わりに、または同時に内蔵するスピーカやブザー等で音声や断続音等によって警告を発するように構成してもよい。
このように３つの条件が揃う（成立）状況としては、例えば、田植機１が圃場上にて苗の植付作業を高速で行っている最中に突然エンスト等の原因によって停止し、キーＳＷ６５の操作で再度エンジンを始動して作業を再開するような場合である。
この場合、植付部の昇降レバーが下げ位置にある状態でエンジンを再スタートさせたときに植付部が急に下がることを回避するため、再スタート時は植付部の昇降制御ができないようになっている。つまり、植付部はエンスト直前の状態を保ったまま再スタートすることになる。
そのため、田植機１がヘッドアップではなく水平の状態となる。つまり、田植機全体の姿勢が図６（ｂ）に示すようになる。
したがって、植付部４のフロートは圃場面から浮いた状態、または一部浮き上がった状態となって、苗を適切に圃場に植え付けることができないため、例えば浮苗となったり、浅植となったりするような不都合が生じる。
そこで、上述したように、田植機１に関し、苗の植付作業中に圃場上で停止し、作業を再開する際に、上記（１）から（３）の３つの条件が成立した場合に、モニタランプ部１１０等により警告を発することで、フロートが圃場から浮いた状態での苗の植付作業を防止することが可能となる。
また、上記３つの条件すべてが成立しない場合には、モニタランプ部１１０による警報処理を実行しない。
これは、例えば、上記（１）の条件が不成立で（２）（３）が成立の場合には、植付クラッチが切の状態であって、走行状態で植付部が上昇した状態であるので、植付作業が行われず、例えば圃場や路上等を走行している状態なので上述の警告を出す必要がない。
上記（２）の条件が不成立で（１）（３）が成立の場合には、車速が殆どない場合（０．１ｍ／ｓ以下）であり、機体は停止し、植付クラッチが「入」なので、植付爪が回動され苗載台も左右往復運動され、植付部が上昇されている。
この場合は、植付部４、ロータリーケース２２、植付爪等の点検や調整が行われる状態であると考えられるので、上述の警告を出す必要がない。
上記（３）の条件が不成立で（１）（２）が成立の場合には、植付クラッチが「入」で植付爪等が駆動され、機体が移動しており、フロートが圃場に接触して植付部が下降しているので、植付作業中であり、上述の警告を出す必要がない。
つまり、上記３つのうち少なくとも一つの条件が不成立の場合には、苗を圃場に不適切な状態で植え付ける事態が発生しないので、警告を発する必要がない。
このように処理することで、無駄な警告を発して作業効率を下げることを防止することが可能となる。

＜車速による警報停止＞
また、上記３つ条件のうち一つでも不成立となれば警報処理を停止するが、第二条件が不成立となったときには一定時間警報後に警報を停止する。
即ち、植付クラッチが「入」で、植付部４が上昇位置で微速走行から停止に至るときには、植付作業には好ましくない状態であるため、機体を停止して所定時間後に警報を停止することによって、操作者に確実に状況を認識させることができる。
また、微速走行時には、車速が走行又は停止を判定する閾値近傍で変化するため、警報装置においてチャタリングが発生する場合があるが、一定時間後に警報処理を停止するため、該チャタリングを防止することができる。

＜手動操作できない＞
また、他の軽微な操作上のエラーによる警告等の警報処理は、操作部９０等に設けられる警報停止スイッチ７１等によって停止できるようにしても良いが、上述したような３つの条件が揃った場合には確実に浮き苗等が発生するので、警報手段の一例であるモニタランプ部１１０による警報処理は、操作部９０等に設けられる警報停止スイッチ７１等によっては停止できないようにする。
このように処理することによって、上記３つの条件が揃っている状況で苗の植付作業を行うことに対して確実に操作者に警告を発することが可能となり、浮き苗等の不具合が発生することをより確実に防止することが可能となる。
更に、他のエラーとも区別できて、警報停止操作しても警報が停止しないときは、前記三つの条件が成立していると判断することができるのである。

本発明を実施するための最良の形態に係る乗用田植機の外観を示す概略構成図。 図１に示す乗用田植機の側面図。 操向ハンドル１４近傍の操作系の主要部を抽出した概略構成図。 制御系の概略構成を示したブロック図。 左右姿勢制御スイッチ部１２０を示す図。 田植機の姿勢の変化を示した模式図。

符号の説明

１ 田植機
２ エンジン
３ 車体フレーム
１００ 制御部
１１０ モニタランプ部
１２０ 左右姿勢制御スイッチ部

Claims (4)

1. エンジン回転数検知手段と、キースイッチと、植付クラッチ入・切センサと、車速検出手段と、フロート角度検知手段と、警報手段と、これらと接続して以下の条件で警報を発する制御部を有する田植機であって、
   エンジンを再起動して苗の植付作業を行う際に、
   植付爪の入又は切を行う植付クラッチが入の状態である条件、
   車速が所定値以上である条件、
   フロートが圃場面に接触していない条件、
   前記全ての条件が満たされた場合に、警報を発する警報手段を具備することを特徴とする田植機。
2. 前記条件のうち少なくとも一つが満たされないときは、前記警報手段による警報処理を実行しない請求項１記載の田植機。
3. 前記車速が所定値以上である条件のみが満たされなくなった時には、前記警報手段による警報処理が所定時間行われた後に、該警報処理を停止してなる請求項１記載の田植機。
4. 前記警報手段による警報処理は、別途設けられるスイッチ等では手動停止できない請求項１から請求項３のいずれかに記載の田植機。
   
   
   

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