JP2019097412A - コンバインの自動走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】条方向刈取と幅方向刈取が自動操縦化出来て、回り刈の際の操縦操作が簡略になるコンバインの自動走行制御装置を提供する。【解決手段】圃場に植生する穀稈の株元に分け入って分草する中央分草杆２５に設けた中央穀稈センサ１ａと未刈穀稈１５の外周を進行する外分草杆２６に設けた外穀稈センサ１ｂで穀稈列を検出して走行装置を自動制御するコンバインの自動走行制御装置であって、制御装置が中央穀稈センサ１ａで所定走行距離の走行中に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、条方向刈取の場合は中央穀稈センサ１ａの未刈穀稈１５の検出で走行装置を制御し、幅方向刈取の場合は外穀稈センサ１ｂの最外未刈穀稈１６の検出で走行装置を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、圃場に植立する穀稈を刈り取って脱穀収穫するコンバインの自動走行制御装置に関する。

圃場に植生する穀稈は、苗を移植する田植機が走行方向（条方向）に一定のピッチ（約１５ｃｍ）で、走行方向に直交する幅方向には広いピッチ（約３０ｃｍ）で植え付けているために、そのようなピッチで植生している。

このために、コンバインの自動走行制御装置は、機体最先端の刈取装置の分草杆に穀稈の株元を検出する株検出センサを設け、この株検出センサが穀稈の植生列を追跡検出して直進走行するように走行装置を制御するように構成されている。

しかし、コンバインの刈取作業は、圃場の周囲から平面視で四角状に回り刈りしながら行われるので、条方向刈取とこれに直交する幅方向刈取が交互に繰り返されることになり、幅方向刈取は穀稈の植生間隔が広いために株検出センサが穀稈を見失って走行方向が乱れることがある。

このために、特許文献１に記載の技術では、通常の植付間隔よりも広い疎植を判定する手段を設け、疎植（幅方向刈取）になるとコンバインの操縦者が手動で操縦操作をするようにしている。

特開２０１０−７５１２６号公報

即ち、上記従来のコンバインの自動走行制御装置では、幅方向刈取になるとコンバインの操縦者が手動で操縦操作をする必要があり、操縦者に負担がかかるという問題がある。

本発明は、圃場の穀稈を回り刈りするコンバインで、条方向刈取だけでなく幅方向刈取も自動制御で操縦が行えるようにすることを目的とする。

上記従来の課題は、次の技術手段により解決される。

請求項１の発明は、圃場に植生する穀稈の株元に分け入って分草する中央分草杆２５に設けた中央穀稈センサ１ａと未刈穀稈１５の外周を進行する外分草杆２６に設けた外穀稈センサ１ｂで穀稈列を検出して走行装置を自動制御するコンバインの自動走行制御装置であって、制御装置２が中央穀稈センサ１ａで所定走行距離の走行中に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、条方向刈取の場合は中央穀稈センサ１ａの未刈穀稈１５の検出で走行装置を制御し、幅方向刈取の場合は外穀稈センサ１ｂの最外未刈穀稈１６の検出で走行装置を制御することを特徴とするコンバインの自動走行制御装置とする。

請求項２の発明は、外穀稈センサ１ｂに最外未刈穀稈１６より外側に突出する外接触子を追加し、外接触子が穀稈を検出すると走行方向を内方向に修正することを特徴とする請求項１に記載のコンバインの自動走行制御装置とする。

請求項１の発明で、コンバインは、自動走行制御を開始すると、制御装置２が中央穀稈センサ１ａが検出する所定走行距離ごとの穀稈株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定して、条方向刈取であれば中央穀稈センサ１ａが着実に検出する穀稈列に沿って走行装置を直進走行させ、幅方向刈取であれば、外穀稈センサ１ｂが所定間隔で検出する最外未刈穀稈１６を検出して刈幅内の穀稈を刈残さないように直進走行させるので、条方向刈取と幅方向刈取が自動操縦化出来て、回り刈の際の操縦操作が簡略になる。

請求項２の発明で、穀稈が密に植生する圃場にコンバインが差し掛かっても、外穀稈センサ１ｂが最外未刈穀稈１６より外側の穀稈を検出して直進走行を維持するので、刈取作業が中断することがない。

コンバインの刈取作業の平面図である。 自動刈取走行制御のブロック図である。

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、実施例の説明においては、機体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が、本発明の構成を限定するものでは無い。

コンバインは、図１に示すように、コンバインの既刈側である機体右側に操作席１０やグレンタンク１１を備え、同操作席１０の前側で機体本体部１２の前端位置に昇降可能に刈取部１３を配置して構成され、この刈取部１３の刈取幅の左右内側と右外側位置に穀稈センサ１ａ，１ｂを配置する。また、１４は脱穀部であり、前記刈取部１３で刈り取った穀稈を脱穀選別するものであり、この脱穀選別された穀粒は刈取走行に伴って順次グレンタンク１１に送られ、積み替えまでの間一時的に貯留される。

コンバインの自動方向制御は、刈取部１３の中央分草杆２５に取付けた中央穀稈センサ１ａと右外側の外分草杆２６に取り付けた右穀稈センサ（外穀稈センサ）１ｂと、その検出信号によって機体の進行方向を調節するために変速伝動機の左右のサイドクラッチと左右のブレーキを作動させて入り切り制御する制御装置２とから構成される。

中央穀稈センサ１ａと右穀稈センサ１ｂは、未刈穀稈をその片側方の所定の検出範囲内で接触揺動する接触子により検出する接触式センサである。中央穀稈センサ１ａは、機体の中央から左右に張り出して刈取幅内の未刈穀稈１５を検出し、また、右穀稈センサ１ｂは、機体の既刈側から内方に張り出して刈取幅の最右穀稈１６を検出する。

また、穀稈センサ１ａ，１ｂによる距離の検出は、揺動レバーの揺動角度と対応する電圧値を出力する角度センサを使用し、そのセンサ値が所定の電圧範囲内に入るように、検出対象株の穀稈までの接近度合いに応じて旋回出力することにより、検出センサ位置への寄り過ぎを防止し、高精度の追従を可能とする。

自動方向制御の制御ブロック構成は、図２の構成図に示すように、方向制御コントローラによる制御装置２の入力側には、方向制御実行選択の方向制御実行スイッチ３、穀稈センサ１ａ，１ｂ、左右の方向センサ４ａ，４ｂ、パワステ左右ポジションセンサ５、車速検出センサ６等の信号を入力するべく接続し、出力側には、コンバインの旋回のために旋回内側となる左右駆動輪の駆動動力を調節する変速伝動機のサイドクラッチ左出力信号７ａとサイドクラッチ右出力信号７ｂ、圃場の状態を示すパネル表示信号２１、ブレーキ作動信号２２等を出力する。

制御部１の内部構成は、各種のデジタル信号入力処理部８とデジタル信号入力処理部８とパルス信号入力処理部１７を備えてデジタル情報、アナログ情報、および、車速パルス情報の信号処理をし、これらの情報により進行方向を決定する方向制御手段１８、その方向制御出力に基づいて左右の旋回駆動指令を出力する左右の旋回出力処理部１９ａ，１９ｂとブレーキ出力処理部２４と圃場判定処理部２３、車速パルスを車速情報に変換する車速パルスカウント手段２０等から構成する。

制御装置２による自動方向制御については、方向制御選択スイッチ３がオンの場合に、方向制御手段１８が左右いずれかの穀稈センサ１ａ，１ｂの検出信号により、機体進行方向に続く未刈穀稈列に追従走行するべく左右の旋回方向を決定し、これと対応して左右の旋回出力処理部１９ａ，１９ｂとブレーキ出力処理部２４が自動方向制御処理を行い、穀稈センサ１ａ，１ｂが株に接触する時間と走行速度から算出する株間隔で判定する条方向か幅方向かの判定結果をパネル表示信号２１として出力する。

穀稈の刈取作業は、操作席１０に座った作業者が穀稈列に沿って機体を走行することで開始し、方向制御実行スイッチ３のオン操作で自動走行が開始される。

まず、条方向の走行か幅方向の走行かは、所定距離走行することで中央穀稈センサ１ａが検出する未刈穀稈１５の株数を圃場判定処理部２３で判定するが、植生ピッチの狭い（例えば１５ｃｍ）条方向走行の場合は株数が多くなり、植生ピッチの広い（例えば３０ｃｍ）幅方向走行は株数が少なくなる。

条方向の走行の場合は、未刈穀稈１５の植生ピッチが狭く短時間の走行で穀稈を感知できるので、従来通りに中央穀稈センサ１ａからの左右穀稈感知で方向制御手段１８を条方向にして刈取走行する。すなわち、中央穀稈センサ１ａの左右の接触子何れかが穀稈と接触すると、感知した接触子と反対方向に操舵することで、左右の接触子が穀稈と接触しない状態を保ちながら走行する。

幅方向の走行は、中央穀稈センサ１ａの穀稈検出を無視して右穀稈センサ１ｂが最右穀稈１６の存在を検出するように方向制御手段１８を幅方向に制御する。すなわち、右穀稈センサ１ｂが穀稈を検出しなくなった場合、機体の進行方向が右にずれていると判断し、左側へ操舵する。なお、幅方向走行時に右穀稈センサ１ｂが最右穀稈１６の存在を長く検出できなくなると走行方向が右にそれている可能性があるので、左に修正する。

なお、右穀稈センサ１ｂの左右に接触子を設けると、機体が穀稈列から右に逸れたときに早期に方向修正を行うことができるうえに、中央穀稈センサ１ａと同様に未刈穀稈１５の植生した圃場を横切る中割刈り取り時に刈取走行を直進に制御できる。

また、右穀稈センサ１ｂとして穀稈までの距離を検出するミリ波レーダセンサにし、このミリ波レーダセンサが穀稈を所定距離内に検出できるようにすると、中央穀稈センサ１ａが不要になり、右穀稈センサ１ｂのみで条刈と幅刈が出来る。

なお、圃場における穀稈の植生列は、田植機の苗植付作業によって決定されるので、田植機の地理上移動軌跡を記憶し、この田植機移動軌跡とＧＰＳ等の測位システムを利用して、コンバインの刈取作業において、穀稈植生列を追跡する刈取作業の自動走行制御装置に利用することも可能である。

１ａ 中央穀稈センサ
１ｂ 外穀稈センサ
２ 制御装置
１５ 未刈穀稈
１６ 最外未刈穀稈
２５ 中央分草杆
２６ 外分草杆

Claims (2)

1. 圃場に植生する穀稈の株元に分け入って分草する中央分草杆（２５）に設けた中央穀稈センサ（１ａ）と未刈穀稈（１５）の外周を進行する外分草杆（２６）に設けた外穀稈センサ（１ｂ）で穀稈列を検出して走行装置を自動制御するコンバインの自動走行制御装置であって、
   制御装置（２）が前記中央穀稈センサ（１ａ）で所定走行距離の走行中に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、条方向刈取の場合は前記中央穀稈センサ（１ａ）の前記未刈穀稈（１５）の検出で前記走行装置を制御し、幅方向刈取の場合は前記外穀稈センサ（１ｂ）の最外未刈穀稈（１６）の検出で前記走行装置を制御することを特徴とするコンバインの自動走行制御装置。
2. 前記外穀稈センサ（１ｂ）に前記最外未刈穀稈（１６）より外側に突出する外接触子を追加し、前記外接触子が穀稈を検出すると走行方向を内方向に修正することを特徴とする請求項１に記載のコンバインの自動走行制御装置。
   

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