JP2013247921A - コンバイン - Google Patents

Abstract

【課題】刈取装置の地上高を検出する地上高センサを１個設けた構成で、コンバイン機体がローリングしても分草具が圃場に突き刺さって破損することがないものとする。
【解決手段】機体（３３）の左右傾斜角度（θ）を検出する左右傾斜センサ（４６）と、刈取装置（２７）のいずれかの分草体（４２）に取付けられた刈高さ検出センサ（１０）を備え、左右傾斜センサ（４６）によって検出された左右傾斜角度（θ）と、刈取装置（２７）の左右両端の分草体（４２）のうちの機体（３３）の左右傾斜方向下がり側の分草体（４２）から刈高さ検出センサ（１０）までの距離（Ｌｒ）と、刈高さ検出センサ（１０）で計測された計測地上高（Ｈ）から、機体（３３）の左右傾斜方向下がり側の分草体（４２）の高さである最外側地上高（ｈｒ）を算出し、この最外側地上高（ｈｒ）が所定の許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御する。
【選択図】図９

Description

本発明は、刈高さ制御装置を備えるコンバインに関する。

コンバインの刈取装置は地上高を検出しながらその地上高が一定高さになるように昇降制御して穀稈の刈取高さを一定にする制御がなされている。例えば、特許文献１には、刈取装置の先端に設ける左右方向５個の分草具の左から二番目の分草具下部に接地して刈取装置の地上高を計測する地上高センサを設け、その計測した地上高で刈取装置を昇降させて刈高さを一定に維持するように制御している。
また、特許文献２には、コンバイン機体を左右にローリングさせて機体を水平に維持する機体姿勢水平維持装置が記載されている。

特開２００８−１４８５７２号公報 特開２００６−２３０２９１号公報

機体姿勢水平維持装置を有し、前記の刈取装置の地上高さを一定に維持する刈高さ制御装置を設けたコンバインが、左右に傾斜した圃場面を刈取走行する場合には、地上高センサを設けた分草具の地上高が所定の高さに維持されるが、傾斜の高い側の分草具は圃場面に近くなって機体の上下動で圃場面に突っ込んで破損または変形する不具合がある。
本発明は、刈高さを一定にしながらも、分草体が圃場面に突っ込むことなく穀稈を収穫できるコンバインを提供することを目的とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、機体（３３）の左右傾斜角度（θ）を検出する左右傾斜センサ（４６）と、刈取装置（２７）の前部に左右方向に間隔をおいて備えた複数の分草体（４２）のうちのいずれかの分草体（４２）に取付けられ、前記刈取装置（２７）の地上高を検出する刈高さ検出センサ（１０）を備え、前記左右傾斜センサ（４６）によって検出された機体（３３）の左右傾斜角度（θ）と、刈取装置（２７）の左右両端の分草体（４２）のうちの機体（３３）の左右傾斜方向下がり側の分草体（４２）から前記刈高さ検出センサ（１０）までの距離（Ｌｒ）と、刈高さ検出センサ（１０）で計測された計測地上高（Ｈ）から、前記機体（３３）の左右傾斜方向下がり側の分草体（４２）の高さである最外側地上高（ｈｒ）を算出し、この最外側地上高（ｈｒ）が所定の許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御する制御手段を備えたコンバインとする。
請求項２に記載の発明は、所定時間内において算出される前記最外側地上高（ｈｒ）の上限値と下限値の差分から機体（３３）の左右方向の揺れ幅を算出する揺れ幅算出手段（１２）を備え、該揺れ幅検出手段（１２）により算出される揺れ幅が大きくなるほど、前記許容地上高を高く変更して再設定する構成とした請求項１に記載のコンバインとする。
請求項３に記載の発明は、前記左右傾斜センサ（４６）で検出される左右傾斜角度（θ）が所定の傾斜角度（θ１）以下の場合には、刈高さ検出センサ（１０）の計測地上高（Ｈ）が前記許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御し、左右傾斜角度（θ）が前記所定の傾斜角度（θ１）よりも大きい場合には、最外側地上高（ｈｒ）が所定の許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御する構成とした請求項１又は請求項２に記載のコンバインとする。
請求項４に記載の発明は、前記刈高さ検出センサ（１０）の計測地上高（Ｈ）に基づく自動昇降制御と、該自動昇降制御を停止する位置固定制御を選択可能な構成とした請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のコンバインとする。
請求項５に記載の発明は、前記刈高さ検出センサ（１０）の感度を変更可能な構成とした請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンバインとする。

請求項１に記載の発明によれば、機体（３３）が左右に傾いて刈取装置（２７）のいずれか一側が低くなっても、刈取装置（２７）が最外側地上高（ｈｒ）を基準として昇降制御されるので、分草体（４２）が圃場面に突っ込むことを防止できる。
請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果に加え、圃場面の凹凸によって機体（３３）が大きく左右に傾くことが起こるような場合には、許容地上高を高く再設定して刈取装置（２７）の最外側分草体（４２）を高い位置に保って、最外側分草体（４２）が圃場面に突っ込むことを防止できる。
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１または請求項２に記載の発明の効果に加え、左右傾斜センサ（４６）で検出される左右傾斜角度（θ）が所定の傾斜角度（θ１）以下の場合には刈高さ検出センサ（１０）の計測地上高（Ｈ）が前記許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御し、左右傾斜角度（θ）が傾斜角度（θ１）以上の場合には、最外側地上高（ｈｒ）が所定の許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御することで、刈取装置（２７）の最外側分草体（４２）を圃場面に突っ込ませることなく刈取走行することができる。
請求項４に記載の発明によれば、上記請求項１または請求項２または請求項３に記載の発明の効果に加え、麦収穫作業等の作業においては、穀稈が畝に植わっていて機体（３３）の左右傾きが大きくなると予測されるので、刈取装置（２７）を高い位置に設定して位置固定制御にすることで、刈取装置（２７）の頻繁な昇降動作を防いで軽快な収穫作業を行うことが出来る。
請求項５記載の発明によれば、上記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明の効果に加え、軟弱な圃場での収穫作業時に、刈高さ検出センサ（１０）の感度を鈍くして刈取装置（２７）の頻繁な昇降動作を防ぐことが出来る。

本発明の刈高さ検出装置を設けたコンバインの全体側面図である。 （ａ）コンバインの部分拡大側面図である。（ｂ）図ａのＳ１−Ｓ１断面図である。 本発明の刈高さ検出装置の第一実施例の左側面図である。 同第一実施例の背面図である。 同第一実施例の底面図である。 刈高さ検出装置の第二実施例の部分拡大側面図である。 刈高さ検出装置の第三実施例の側面図である。 刈高さ検出装置の第四実施例の側面図である。 刈高さ検出センサの計測する地上高と刈取装置の左右端部の地上高の関係を示す模式図である。 制御ブロック図である。 制御フローチャートである。 制御フローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。
なお、本明細書においてコンバインの前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。
機体３３の下側に左右一対のクローラ２８を設け、機体の上側に脱穀装置２９を設け、該脱穀装置２９の右側に貯留装置３１と操作席３０を設け、機体前方には刈取装置２７を設ける。貯留装置３１の後側には、該貯留装置３１に一時貯留した穀粒を外部に排出する排出装置３２を設けている。
クローラ２８は、エンジンの動力によって静油圧式無段変速装置とミッションを介して駆動され、機体３３の適宜位置に設ける左右傾斜センサ４６が検出する傾斜角度で左右が上下動して機体３３を水平に維持するように制御する構成である。
前記刈取装置２７は、基端側を機体３３側に支持し、先端側を上下回動自在に設けた刈取支持フレーム３５に装着して、昇降シリンダ４１の伸縮によって上下昇降自在としており、刈取支持フレーム３５の先端には左右方向に沿わせて刈取下部フレーム３９を取付けている。
刈取下部フレーム３９には前方に延出した左右方向５個の分草フレーム３８を設け、先端に分草体４２を取付けている。分草フレーム３８の左から二番目の分草フレーム３８の先端下側には、刈高さ検出装置３４を備える。
分草体４２により条毎に分離された穀稈は引起装置４０により直立状態に引起され、図示せぬ掻込装置により挟持掻込されながら分草フレーム３８の中間部に設けた往復動バリカン式の刈刃装置３６で株元を切断され、後方に搬送され、刈取装置２７から脱穀装置２９に引継がれる。
前記脱穀装置２９の一側には、無端搬送チェンであるフィードチェン３７ａとこのフィードチェン３７ａの上側に対向して穀稈を挟持すべく下向き付勢して設けた挟持杆３７ｂとで構成した供給搬送装置３７を備える。
前記刈高さ検出装置３４は圃場面Ｇに対する刈取装置２７の地上高を検出するためのものであり、この刈高さ検出装置３４の接地体６の位置を刈高さ検出センサ１０によって計測地上高Ｈとして計測し、この計測地上高Ｈに応じて前記昇降シリンダ４１の伸縮出力を行い、刈取装置２７の圃場面Ｇに対する高さ、特に刈刃装置３６の高さを調節することで、穀稈の刈高さを一定にして、コンバインにおける穀稈搬送及び脱穀性能の向上を図るものである。
刈高さ検出装置３４の具体的な構成を図３〜図５で説明すると、１は前記分草体４２に下方へ向けて垂直に取り付けた第一支持軸であり、この第一支持軸１へ軸心方向スライド及び回動自在に第一支持体２を外嵌し、座金１３と止めネジ１４で抜け止めし、上部のバネ受け座１６と第一支持体２の上面との間に圧縮バネ第三バネ１５を介在させて第一支持体２を常時下方へ押し下げ付勢し、第一支持体２を分草体４２との間に設ける吊りバネ４４で吊っている。吊りバネ４４は第一支持体２の上下スライドをし易くするためで、圧縮バネ１５の押し下げ力よりも弱くする。なお、吊りバネ４４を支持ピンに巻き掛けて、この支持ピンを前上方から後下方へ傾斜させて設けると、吊りバネ４４や支持ピンに藁屑が引掛り難くなる。
第一支持体２の下面には突起２０と止めネジ１４に巻き掛けて第一支持軸１の上部から左右側部に設けた引っ掛け部２１ａ，２１ｂに端部を係止した第一トーションバネ第一バネ７を設けて、左右に回動した第一支持体２が初期位置の後方へ向かう位置に復帰するように付勢している。
また、第一支持軸１の軸端側には、平面視が三角形で後述する第二支持体４の側面に当たって該第二支持体４の回り過ぎを規制する前方回動規制部材１１を設けている。
第一支持体２に対して、その後側面に、平面視でコ字状の第二支持体４を前後方向に設ける第二支持軸３で回動自在に軸支し、第二支持体４の上部に設けた突起杆１９を挟んで第一支持体２のバネ受け１８に引っ掛けた第二トーションバネ第二バネ８を第二支持軸３に巻き付け、止めネジ１７で固定して第二支持体４が第二支持軸３を中心に第一支持体２の後側面に沿って左右に揺動しても第二トーションバネ８のバネ付勢力で元の位置に復帰するようにしている。
この第二支持体４には側面に取り付けた刈高さ検出センサ１０の第三支持軸５を左右方向に通してこの第三支持軸５に接地体６を固着し、接地体６を後下方へ延出させてその後端屈曲部を圃場面Ｇに接地させるようにしている。
また、第二支持体４には接地体６の下側に当たって下方回動を規制する突起片状の下方回動規制部材９を第二支持体４の左側部から伸ばして設けている。なお、第一支持体２の前側から第二支持体４の左右側部をＵ字状に囲んで後部に接地体６の下方回動を規制する規制部を構成したカバー体を設けることで、藁屑などの引掛りを少なく出来る。
図２（ａ）に示す如く、分草フレーム３８の先端を上方へ曲げて、その先端に分草体４２をその上面が後方に向かって登り傾斜面となるように設けている。分草体４２は、図２（ｂ）の断面図に示す如く、円弧状に湾曲した上板４２ａと平坦な下板４２ｂを一体に溶接した構成で、下板４２ｂに第一支持軸１を垂直に固着している。
分草体４２は先端が地面に接近し、後端が引起装置４０のフレーム前面に接近していて、分草体４２の後端と引起装置４０のフレーム前面との間に分草ガイド４３を設けて藁屑等の侵入を防いでいる。
刈高さ検出装置３４の分草フレーム３８への取り付けは、図７や図８の如く、分草フレーム３８の先端部３８ａを分草体４２の側部で上方へ湾曲して其の湾曲部内に吊り下げて取り付けることも出来る。
また、図８の如く、分草フレーム３８の上方へ湾曲した先端部３８ａの下方に、第一支持体２を第一支持軸１と圧縮バネ１５で昇降可能で下方へ付勢して設け、第一支持体２の後方へ突出して設けたガイドピン４８を上下方向に案内するガイド溝を形成したガイドプレート４９を分草フレーム３８の先端部３８ａに設けた構成にしても良い。
なお、図６に示す如く、接地体６を基部接地体６ａの先に先端接地体６ｂをウエイト２２とボルト２４とナット２３で取り付ける構成にして、ウエイト２２を重さの異なるものに取り換えることで、圃場の硬さに応じた感度とすることが出来る。先端接地体６ｂは基部接地体６ａに対してボルト２４を中心にして左右回動し、戻しバネ２５で真後ろ方向に戻るように付勢している。
以上に示すように刈高さ検出装置３４を構成することで、刈取装置２７の計測地上高Ｈを精度よく検出できるとともに、接地体６にかかる外力に対して柔軟に対応することができ、刈高さ検出装置３４、特に接地体６の破損を防ぐことができる。機体を後進させた場合、接地体６を機体左側面視で反時計方向図３における反時計方向に回転させる力がかかるが、圧縮バネ１５の弾性力に抗して第一支持体２が上昇退避する。従って、少ない上昇距離で接地体６を上昇させることができるので、分草フレーム３８の先端に刈高さ検出装置３４をコンパクトに配置できる。
また、退避移動量が少ないために、退避状態から通常の刈高さ検出状態への復帰が速やかに行なえ、後進と前進を繰り返したような場合でも前進時の刈高さ検出を確実に行うことが出来る。
図９は、刈高さ検出センサ１０が検出する計測地上高Ｈと左右傾斜センサ４６が検出する機体３３の左右傾斜角θとから演算する左端分草体４２の地上高ｈｌと右端分草体４２の地上高ｈｒの関係を示している。左右分草体４２の左右間隔Ｌに対して左端分草体４２から距離Ｌｓの位置に刈高さ検出センサ１０を設け、右端分草体４２と刈高さ検出センサ１０の距離Ｌｒは（左右間隔Ｌ−左端分草体４２から距離Ｌｓ）となる。
図１０は、刈取装置２７を自動的に一定の刈高さに維持する自動制御のブロック図で、前記刈高さ検出センサ１０から接地体６の上下揺動による回動角度が検出されて制御装置４７に計測地上高Ｈとして入力され、機体３３の適宜位置に設ける左右傾斜センサ４６で機体の左右傾斜角θが検出されて制御装置４７に入力される。また、最外側地上高ｈｒの変動量（所定時間内における最外側地上高ｈｒの上限値と下限値の差分）から機体３３の振れ幅を算出する揺れ幅検出手段（揺れ幅算出手段）１２から機体３３の振れ幅の大きさが制御装置４７に入力される。なお、左右傾斜センサ４６は、液面の傾きを検出して機体３３の左右傾斜角θを検出する。
制御装置４７では、刈高さ検出センサ１０の角度データから接地体６の取付位置での刈取装置２７の計測地上高Ｈが演算され、左右傾斜センサ４６の検出データから機体の左右傾斜角θが演算され、さらに、事前に入力している左右分草体４２の左右間隔Ｌと接地体６の取付位置から左端分草体４２までの距離Ｌｓと左右傾斜角θから左端分草体４２の地上高ｈｌと右端分草体４２の最外側地上高ｈｒが演算されて、計測地上高Ｈか最外側地上高ｈｒが制御地上高Ｈｂとして、この制御地上高Ｈｂが所定の昇降範囲に収まるように、昇降シリンダ４１を伸縮させて刈取装置２７を昇降する。
刈取装置２７の自動昇降制御は、図１１の如く行われる。
まず、計測地上高Ｈと左右傾斜角θを入力し、設定時に入力している左右分草体４２の左右間隔Ｌと左端分草体４２から刈高さ検出センサ１０までの距離Ｌｓを用いて、刈取装置２７の最外側地上高（本実施例の場合右側の分草体４２の地上高が最も大きく上下するので、その地上高とする）ｈｒが、制御地上高Ｈｂとして演算される。（Ｓ１〜Ｓ３，Ｓ１１）
そして、制御地上高Ｈｂが最低地上高と最高地上高の昇降範囲内で左右傾斜角θが限界傾斜角未満にあるとき（Ｓ４〜Ｓ６）に、制御地上高Ｈｂが許容地上高と許容高地上高の範囲になるように制御される。（Ｓ７〜Ｓ１１）
図１２は、前記ステップＳ２とＳ４の間に、平均傾斜角度（傾斜角度）θ１を考慮した制御を追加したもので、左右傾斜角θが平均傾斜角度θ１未満であれば、計測地上高Ｈをそのままで制御地上高Ｈｂとすることで、演算処理速度を速くしている。この場合は、左右傾斜角θが小さいので、計測地上高Ｈで刈取装置２７を昇降させても右端の分草体４２が圃場に突っ込むことがない。
なお、左右傾斜センサ４６の左右傾斜角θから算出する振れ幅や加速度センサによる左右傾斜加速度などによる揺れ幅検出手段１２を設けて、振れ幅が大きい場合には、昇降範囲を高く変更するようにすれば、刈取装置２７が破損する可能性が低下する。
また、麦の収穫作業を行う場合には、圃場に畝が形成されて、機体の左右揺れが大きくなるので、刈取装置２７の自動昇降制御を停止して刈取装置２７を高い位置に固定する位置固定制御として収穫作業を行えるようにすると良い。
また、刈取装置２７の自動昇降制御において、計測地上高Ｈが最低地上高以下を複数回計測する場合には、制御遅れが生じている可能性があるために、刈取装置２７を上昇させて、警告を表示したり、収穫走行を停止したりする。
なお、路上走行においては、刈取装置２７の自動昇降制御を停止する。

１０ 刈高さ検出センサ
１２ 揺れ幅検出手段
２７ 刈取装置
３３ コンバイン機体
４２ 分草体
４６ 左右傾斜センサ
Ｈ 計測地上高
Ｈｂ 制御地上高
ｈｒ 最外側地上高
Ｌｒ 最外側分草体４２までの距離
θ 左右傾斜角度
θ１ 平均傾斜角度

Claims (5)

1. 機体（３３）の左右傾斜角度（θ）を検出する左右傾斜センサ（４６）と、刈取装置（２７）の前部に左右方向に間隔をおいて備えた複数の分草体（４２）のうちのいずれかの分草体（４２）に取付けられ、前記刈取装置（２７）の地上高を検出する刈高さ検出センサ（１０）を備え、前記左右傾斜センサ（４６）によって検出された機体（３３）の左右傾斜角度（θ）と、刈取装置（２７）の左右両端の分草体（４２）のうちの機体（３３）の左右傾斜方向下がり側の分草体（４２）から前記刈高さ検出センサ（１０）までの距離（Ｌｒ）と、刈高さ検出センサ（１０）で計測された計測地上高（Ｈ）から、前記機体（３３）の左右傾斜方向下がり側の分草体（４２）の高さである最外側地上高（ｈｒ）を算出し、この最外側地上高（ｈｒ）が所定の許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御する制御手段を備えたコンバイン。
2. 所定時間内において算出される前記最外側地上高（ｈｒ）の上限値と下限値の差分から機体（３３）の左右方向の揺れ幅を算出する揺れ幅算出手段（１２）を備え、該揺れ幅検出手段（１２）により算出される揺れ幅が大きくなるほど、前記許容地上高を高く変更して再設定する構成とした請求項１に記載のコンバイン。
3. 前記左右傾斜センサ（４６）で検出される左右傾斜角度（θ）が所定の傾斜角度（θ１）以下の場合には、刈高さ検出センサ（１０）の計測地上高（Ｈ）が前記許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御し、左右傾斜角度（θ）が前記所定の傾斜角度（θ１）よりも大きい場合には、最外側地上高（ｈｒ）が所定の許容地上高よりも高くなるように刈取装置（２７）を昇降制御する構成とした請求項１又は請求項２に記載のコンバイン。
4. 前記刈高さ検出センサ（１０）の計測地上高（Ｈ）に基づく自動昇降制御と、該自動昇降制御を停止する位置固定制御を選択可能な構成とした請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のコンバイン。
5. 前記刈高さ検出センサ（１０）の感度を変更可能な構成とした請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコンバイン。

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