JP2019146506A - コンバインの自動走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、圃場の穀稈を回り刈りするコンバインで、刈取開始位置を自動で最適位置に移動設定してその後の回り刈り操縦を容易にすることを課題とする。【解決手段】ＧＰＳ受信器３０で計測する機体の位置情報から機体の地図上位置を認識する制御装置２を設けたコンバインＫにおいて、事前に取得した田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１情報を参照してコンバインＫの刈取予定地図ＴＨを作成し、該刈取予定地図ＴＨに示される機体の位置情報に従ってコンバインＫの刈取経路Ｋ１を作成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。【選択図】図３

Description

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

コンバインの刈取作業は、操縦席に座った作業者が圃場に植生した穀稈列に沿って機体を走行させながら機体前部の刈取装置を駆動して穀稈を株元から刈り取る。

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している。

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

本発明は、圃場の穀稈を回り刈りするコンバインで、刈取開始位置を自動で最適位置に移動設定してその後の回り刈り操縦を容易にすることを課題とする。

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の発明は、ＧＰＳ受信器３０で計測する機体の位置情報から機体の地図上位置を認識する制御装置２を設けたコンバインＫにおいて、事前に取得した田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１情報を参照してコンバインＫの刈取予定地図ＴＨを作成し、該刈取予定地図ＴＨに示される機体の位置情報に従ってコンバインＫの刈取経路Ｋ１を作成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、田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１と植付幅Ｈを制御装置２に記憶し、植付幅Ｈの右端位置にコンバインＫが未刈穀稈１５を検出する分草杆２６の穀稈センサ１ｂが位置するように移動走行させて、コンバインＫの刈取を開始するようにした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３の発明は、分草杆２６に設けた穀稈センサ１ｂで所定走行距離間に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、幅方向刈取の走行速度を条方向刈取の走行速度より速くした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、圃場の穀稈の植生列は田植機Ｔが植え付けた苗の植付列に従って成長しているので、コンバインＫが刈取収穫作業を行う際に、ＧＰＳ受信器３０で計測するコンバインＫの位置を田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１に従って制御装置２で刈取走行させることで、コンバインＫの操縦を安全で容易に行うことが可能になる。

請求項２の発明で、請求項１の効果に加えて、分草杆２６に設けた穀稈センサ１ｂが植生する未刈穀稈１５を検出する位置に移動するので、コンバインＫの操縦者が以後の刈取操縦を容易に出来る。

請求項３の発明で、請求項１の効果に加えて、穀稈の植生間隔の広い幅方向刈取の場合に穀稈の植生間隔が狭い条方向刈取の場合より速く走行することで、脱穀装置に供給する穀稈の量を均等化して収穫作業を速く出来る。

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。 コンバインの刈取走行軌跡を示す平面図である。

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Ｋは、図１に示すように、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の刈取幅の左側と右側位置に穀稈の株元を検出する左右穀稈センサ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の左穀稈センサ１ａと右穀稈センサ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。

左穀稈センサ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。左穀稈センサ１ａは、刈取部１３の左側から中央方向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、機体の既刈側から中央方向に張り出して刈取幅の最も右側の穀稈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角度を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、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、及びＧＰＳ受信器３０からの機体の地形位置情報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。

制御装置２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の記憶部３１には収穫圃場における田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１と植付幅Ｈが記憶され、コンバインＫが圃場に入って刈取作業を開始する際に、図３の如く、植付軌跡Ｔ１の植付幅Ｈ右端がコンバインＫの右穀稈センサ１ｂが位置するようにＧＰＳ受信器３０からの機体位置を方向制御手段１８で誘導する。

図３は記憶部３１に記憶した刈取予定地図ＴＨを示し、田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１を表示してコンバインＫの刈取経路Ｋ１を追加表示する。田植機Ｔの機体中心の植付軌跡Ｔ１と植付幅Ｈが記憶されており、植付幅Ｈの右端に刈取部１３の右穀稈センサ１ｂが位置するように方向制御手段１８でコンバインＫが刈取開始位置に移動制御される。

田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１は、田植機Ｔの植付作業時に記憶し、その植付軌跡Ｔ１のデータをコンバインＫの記憶部３１に移しておくのである。

なお、田植機Ｔの植付軌跡Ｔ１は、機体中心とすることなく、植付幅Ｈの右端位置或いは左端の植付軌跡Ｔ１として記憶しても良く、コンバインＫの刈取開始を植付軌跡Ｔ１の終端からとしても良い。植付幅Ｈの左端を植付軌跡Ｔ１として記憶した場合は、コンバインＫは右回りに旋回して刈取作業を行う。

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に座った操縦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左穀稈センサ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、植生ピッチの狭い条方向走行の場合は株数が多くなり、植生ピッチの広い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し、幅方向の走行は、左穀稈センサ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と共に条方向の走行よりも速く走行させる。

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、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。

Ｈ 植付幅
Ｋ コンバイン
Ｋ１ 刈取経路
Ｔ 田植機
Ｔ１ 植付軌跡
ＴＨ 刈取予定地図
１ｂ 穀稈センサ
２ 制御装置
１５ 未刈穀稈
２６ 分草杆

Claims (3)

1. ＧＰＳ受信器（３０）で計測する機体の位置情報から前記機体の地図上位置を認識する制御装置（２）を設けたコンバイン（Ｋ）において、事前に取得した田植機（Ｔ）の植付軌跡（Ｔ１）情報を参照して前記コンバイン（Ｋ）の刈取予定地図（ＴＨ）を作成し、該刈取予定地図（ＴＨ）に示される前記機体の位置情報に従って前記コンバイン（Ｋ）の刈取経路（Ｋ１）を作成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. 前記田植機（Ｔ）の前記植付軌跡（Ｔ１）と植付幅（Ｈ）を前記制御装置（２）に記憶し、前記植付幅（Ｈ）の右端位置に前記コンバイン（Ｋ）が未刈穀稈（１５）を検出する分草杆（２６）の穀稈センサ（１ｂ）が位置するように移動走行させて、前記コンバイン（Ｋ）の刈取を開始するようにした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。
3. 分草杆（２６）に設けた穀稈センサ（１ｂ）で所定走行距離間に検出する株数で条方向刈取と幅方向刈取を判定し、前記幅方向刈取の走行速度を前記条方向刈取の走行速度より速くした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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