JP2020110104A - 作物収穫機 - Google Patents

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Hirotsugu Inoue
大嗣 井上
池田 圭
Kei Ikeda
圭 池田
健太 村上
Kenta Murakami
健太 村上
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Abstract

【課題】アクセル設定状態にかかわらず、収穫作業を良好に行えるようにすることが要望されていた。【解決手段】エンジン35の動力にて駆動される作業装置と、エンジン35の回転数を変更調節可能な調速装置68と、調速装置68の作動を制御する制御装置67と、作業装置が作動している状態であるか否かを検出する作業入りスイッチ65と、制御モードの切り換えを指令するモード切換スイッチ70とが備えられ、制御装置67は、第1モードにおいては、アクセル操作具69の操作状態に対応したエンジン回転数になるように調速装置68の作動を制御し、第2モードにおいては、作業状態であることが検出されると、アクセル操作具69の操作状態にかかわらず、エンジン回転数が設定回転数になるように調速装置68の作動を制御する。【選択図】図5

Description

本発明は、走行しながら圃場の作物を収穫する作物収穫機に関する。
上記作物収穫機は、機体にエンジンが搭載され、エンジンの動力によって機体を走行させながら、収穫用の作業装置を作動させて収穫作業を行うように構成されている(例えば、特許文献1参照)。そして、従来では、運転部に備えられたアクセル操作具の操作によりエンジン回転数が任意の値に設定される構成となっていた。
特開平9−308342号公報
上記従来構成では、収穫作業を開始する時に、運転者は、エンジン回転数が収穫作業に適した設定回転数になるようにアクセル操作具を操作する必要がある。しかし、運転者が、アクセル操作具による設定操作を忘れて収穫作業を開始するおそれがある。設定回転数よりも低い回転数でエンジンが作動している状態で作業を開始すると、収穫作業に必要な動力が出力されなかったり、出力不足によりエンジンが停止する等、収穫作業が適正に行われないおそれがあった。
そこで、アクセル設定状態にかかわらず、収穫作業を良好に行えるようにすることが要望されていた。
本発明に係る作物収穫機の特徴構成は、エンジンと、前記エンジンの動力にて駆動される作業装置と、前記エンジンの回転数を変更調節可能な調速装置と、前記調速装置の作動を制御する制御装置と、前記作業装置が作動している状態であるか否かを検出する作業状態検出手段と、前記制御装置の制御モードの切り換えを指令するモード指令手段とが備えられ、前記制御装置は、前記モード指令手段の指令により、エンジン制御モードが第1モードと第2モードとに切り換え可能に構成され、前記第1モードにおいては、アクセル操作具の操作状態に対応したエンジン回転数になるように前記調速装置の作動を制御し、前記第2モードにおいては、前記作業状態検出手段にて収穫作業状態であることが検出されると、前記アクセル操作具の操作状態にかかわらず、エンジン回転数が設定回転数になるように前記調速装置の作動を制御する点にある。
本発明によれば、第1制御モードに設定されていると、制御装置は、アクセル操作具の操作状態に対応したエンジン回転数になるように調速装置の作動を制御する。例えば、路上での移動走行を行う場合等において、運転者が任意に設定した回転数にてエンジンが作動する状態になるので、騒音を抑えて移動することができる等の利点がある。
そして、第2制御モードに設定されていると、制御装置は、作業状態検出手段によって、作業装置が作動している収穫作業状態であることが検出されると、アクセル操作具の操作状態にかかわらず、エンジン回転数が設定回転数になるように調速装置の作動を制御する。
その結果、運転者が、アクセル操作具による設定操作を忘れて収穫作業を開始する場合であっても、エンジンは作業に適した回転数で作動することになり、収穫作業を良好に行うことができる。
従って、アクセル設定状態にかかわらず、収穫作業を良好に行えるようにすることが可能となった。
本発明においては、前記制御装置は、前記第2モードにおいて、エンジン回転数が前記設定回転数になるように前記調速装置の作動を制御しているときに、前記アクセル操作具が変更操作されると、エンジン回転数が前記アクセル操作具にて指令された指令値に対応するエンジン回転数になるように前記調速装置の作動を制御すると好適である。
本構成によれば、設定回転数にてエンジンが作動して良好に収穫作業を行っている途中において、例えば、作業を一時中断させるような場合等には、アクセル操作具を変更操作するだけで、運転者の意思によってエンジン回転数を所望の値に変更させることができる。
本発明においては、前記モード指令手段により前記第2モードが指令されていると、そのことを報知する報知手段が備えられていると好適である。
本構成によれば、第2モードが指令されていると、報知手段が報知作動するので、作業を開始したときに、エンジン回転数が変化しても、違和感を抱くことなく作業を行うことができる。
大根収穫機の側面図である。 大根収穫機の平面図である。 搬送装置の支持構造を示す断面図である。 油圧モータの駆動系を示す油圧回路図である。 制御ブロック図である。
本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、矢印Fの方向を「機体前側」(図1及び図2参照)、矢印Bの方向を「機体後側」(図1及び図2参照)、矢印Uの方向を「上側」(図1参照)、矢印Dの方向を「下側」(図1参照)、矢印Lの方向を「機体左側」(図2参照)、矢印Rの方向を「機体右側」(図2参照)とする。
(大根収穫機の全体構成)
図1及び図2に本発明に係る作物収穫機の一例として大根収穫機が示されている。大根収穫機は、右及び左のクローラ型式の走行装置2により、機体1が支持されており、機体1の右前部に運転部3が支持され、機体1の左部に、搬送装置4が前後方向に沿って支持されている。搬送装置4の前部に分離装置5が支持され、機体1の前部に補助車輪6及びサブソイラ17が支持されている。
搬送装置4の後部の下側の位置に、搬送コンベア7が左右方向に沿って支持され、機体1の後部に貯留部8が支持されており、搬送コンベア7と貯留部8との間に、補助の作業者の為の作業デッキ9が備えられている。機体1の上部に屋根10が支持されており、屋根10は、前後方向で運転部3から貯留部8に亘り、左右方向で運転部3から搬送装置4に亘っている。運転部3の下方側にエンジン35(図4参照)が備えられている。後述するように、エンジン35の動力が、走行装置2、搬送装置4、分離装置5、搬送コンベア7等に伝達されて、車体を走行させながら、収穫作業を行うように構成されている。従って、搬送装置4、分離装置5、搬送コンベア7等により作業装置Sが構成されている。
(搬送装置の構成)
図1,3に示すように、搬送装置4は、前部が圃場の近傍の低位置で、後部が搬送コンベア7の上側の高位置に位置するように、全体が後上がり状(前下がり状)に支持されている。
搬送装置4に、右及び左の支持フレーム13、右及び左の第1搬送ベルト11、右及び左の第2搬送ベルト12、カッター14等が備えられている。
右及び左の支持フレーム13の前部に亘って、アーチ状の横向きフレーム16が連結されている。支持フレーム13の前端部及び後端部に、右及び左の回転体15が支持され、前及び後の回転体15に亘って第1搬送ベルト11が取り付けられて、第1搬送ベルト11の全体が後上がり状(前下がり状)に支持されている。
第2搬送ベルト12は、第1搬送ベルト11の前後方向での中間部の下側から第1搬送ベルト11に沿って、後上がり状(前下がり状)に支持されている。第2搬送ベルト12の後部において、第1搬送ベルト11と第2搬送ベルト12との間に、カッター14が支持されている。
(分離装置の構成)
図1,2に示すように、分離装置5は、多数の係止爪18a,19aが間隔を置いて並ぶように一体的に形成された4組の分離ベルト18,19と、上下方向に配置された縦フレーム20とを備えており、縦フレーム20が支持フレーム13の前部に支持されている。
分離ベルト19の係止爪19aが左右方向に向くように、2組の分離ベルト19が、左右方向に間隔を置いて縦フレーム20に回転自在に支持されており、右及び左の第1搬送ベルト11の前部の前方において、右及び左の分離ベルト19の係止爪19aが互いに対向する状態となっている。
分離ベルト19の前方において、右及び左の分離ベルト18が左右方向に間隔を置いて縦フレーム20に回転自在に支持されており、分離ベルト18の係止爪18aが前方を向いている。
(搬送装置の支持構造)
図1,2に示すように、機体1の左前部に、上リンク22及び下リンク23が上下に揺動自在に支持され、上リンク22及び下リンク23の前部に縦リンク24が接続されて、四連リンクが構成されている。
上リンク22及び下リンク23の前部に、補助車輪6及びサブソイラ17が支持されており、上リンク22及び下リンク23を上下に昇降させる油圧シリンダ25が備えられている。
下リンク23の前部の左右方向の軸芯P1周りに、支持リンク26が揺動自在に支持され、支持リンク26の上部の左右方向の軸芯P2周りに、支持リンク27が揺動自在に支持されている。支持リンク26,27に亘って油圧シリンダ28が接続されており、支持リンク27の上部が、横向きフレーム16の上部に揺動自在に接続されている。
機体1の左後部に縦向き支持体29が上下向きに連結されており、筒状部材30が縦向き支持体29に沿って上下方向にスライド自在に支持され、筒状部材30を上下にスライド駆動する油圧シリンダ31が備えられている。筒状部材30の上端部に、支持フレーム13の後部が揺動自在に接続されている。
以上の構造により、油圧シリンダ31により筒状部材30を上下にスライドさせることによって、支持フレーム13(第2搬送ベルト12)の後部の高さを変更することができる。この場合、上下方向のスライドに伴う支持フレーム13の前後方向の変位は、支持リンク26,27が軸芯P1周りに前後に揺動することによって吸収される。
後述する(搬送装置及び分離装置による大根の収穫の流れ)に記載のように、大根A(作物に相当)の収穫において、例えば大根Aが長い場合、支持フレーム13(第2搬送ベルト12)の後部の高さを少し高くすればよい。大根Aが短い場合、支持フレーム13(第2搬送ベルト12)の後部の高さを少し低くすればよい。これにより、第2搬送ベルト12の後端部と搬送コンベア7の上下間隔を、大根Aの長さに合わせることができる。
油圧シリンダ28を伸長作動及び収縮作動させ、支持リンク26,27を屈伸させて、支持リンク27の上部の位置を上下に変更することにより、第1搬送ベルト11(支持フレーム13)の前部の圃場からの高さを変更することができる。
(屋根の左後部の上側への揺動)
図1,2に示すように、屋根10において、搬送装置4の後部の上側に位置する屋根10の左後部10aは、屋根10の本体部分とは分離されている。
屋根10の左後部10aは、屋根10の前後方向の軸芯P4周りに上下に揺動自在に支持されており、屋根10の左後部10aを上下に揺動駆動する電動シリンダ74が備えられている。
前述の(搬送装置の支持構造)に記載のように、油圧シリンダ31により支持フレーム13(第2搬送ベルト12)の後部が昇降操作される場合、筒状部材30が上下スライド範囲の中間部及び中間部から下側に位置していると、屋根10の左後部10aは、屋根10の本体部分と平行な姿勢となっている。
筒状部材30が上下スライド範囲の中間部から上側に移動すると、図3に示すように、電動シリンダ74により、屋根10の左後部10aが自動的に上側に操作されるのであり、搬送装置4の後部と屋根10の左後部10aとの接触が回避される。
(分離装置の支持構造)
図1,2に示すように、支持フレーム13の前部に、支持リンク32が上下に揺動自在に支持されており、支持リンク32の前部が、縦フレーム20の下部に揺動自在に接続されている。
機体1の左前部の左右方向の軸芯P3周りに、操作アーム33が上下に揺動自在に支持されており、操作アーム33の前部が、縦フレーム20の上部に揺動自在に接続されている。油圧シリンダ34が、下リンク23と操作アーム33とに亘って接続されている。
以上の構造により、油圧シリンダ34により操作アーム33を上下に揺動駆動することによって、分離装置5の圃場からの高さを変更することができる。
支持リンク26,27及び油圧シリンダ34が、下リンク23に支持されている。機体1の旋回時等において、油圧シリンダ25により上リンク22及び下リンク23(補助車輪6及びサブソイラ17)を昇降させると、搬送装置4の前部及び分離装置5が一緒に昇降する。
支持フレーム13と縦フレーム20とが、支持リンク32を介して接続されている。油圧シリンダ28により第1搬送ベルト11(支持フレーム13)の前部の圃場からの高さを変更しても、この動作が支持リンク32に吸収されて、分離装置5の高さに変化は無い。
同様に、油圧シリンダ34により分離装置5の圃場からの高さを変更しても、この動作が支持リンク32に吸収されて、第1搬送ベルト11(支持フレーム13)の前部の高さに変化は無い。
(搬送装置及び分離装置による大根の収穫の流れ)
図1,2に示すように、機体1が前進するのに伴って、右及び左の分離ベルト18の間に、収穫予定の列の大根Aが入る。
右及び左の分離ベルト18において前方に向く係止爪18aが、収穫予定の列の大根Aの葉A1と隣接する列の大根Aの葉A1との間を上側に移動するように、分離ベルト18が回転駆動されて、隣接する大根Aの葉A1が互いに分離される。
次に収穫予定の列の大根Aが右及び左の分離ベルト19の間に入るのであり、右及び左の分離ベルト19において対向する係止爪19aが上側に移動するように、分離ベルト19が回転駆動されて、収穫予定の列の大根Aにおいて、隣接する大根Aの葉A1が互いに分離される。
右及び左の第1搬送ベルト11において対向する部分が後側に移動するように、第1搬送ベルト11が回転駆動されている。同様に、右及び左の第2搬送ベルト12も、対向する部分が後側に移動するように回転駆動されている。
収穫予定の列の大根Aの葉A1が、右及び左の第1搬送ベルト11の前部から右及び左の第1搬送ベルト11の間に入り込み、右及び左の第1搬送ベルト11により挟持されながら、大根Aが圃場から持ち上げられて(引き抜かれて)、後側に搬送される。この場合、サブソイラ17により圃場の土が崩されるので、大根Aが圃場から無理なく持ち上げられる(引き抜かれる)。
大根Aは、第1搬送ベルト11により後側に搬送され、大根Aの葉A1における第1搬送ベルト11の下側部分が、右及び左の第2搬送ベルト12により挟持されて搬送され、大根Aの葉A1における第2搬送ベルト12の上側部分が、カッター14により切断される。
第2搬送ベルト12の後端部において、大根Aが第2搬送ベルト12から搬送コンベア7に落ちて、搬送コンベア7により右側に搬送される。作業デッキ9の作業者は、搬送コンベア7により搬送される大根Aから、良品の大根Aを取り出して貯留部8に整列状態に並べて置いていくのであり、不良の大根Aは搬送コンベア7により搬送されて、搬送コンベア7の右端部から圃場に放出される。
この場合、前述の(搬送装置の支持構造)に記載のように、支持フレーム13(第2搬送ベルト12)の後部の高さを変更して、第2搬送ベルト12の後端部と搬送コンベア7の上下間隔を、大根Aの長さに合わせることにより、第2搬送ベルト12に後端部において、大根Aが、こぼれ落ちることなく、第2搬送ベルト12から搬送コンベア7に落ちるようにすることができる。
大根Aの葉A1は、第1搬送ベルト11により後側に搬送され、第1搬送ベルト11の後端部から圃場に放出される。この場合、大根Aの葉A1が第1搬送ベルト11の後端部の略真下に落下するように、大根Aの葉A1を案内する案内板21が備えられている。
(走行伝動系及び搬送伝動系の概略)
図4に示すように、エンジン35の動力が、エンジン35の出力軸35aから伝動ベルト36を介して静油圧式無段変速装置38に伝達される。
静油圧式無段変速装置38により変速された動力が、走行装置2に伝達されて、機体1が前進及び後進する。運転部3に備えられた変速レバー78を、作業者が人為的に操作することにより、静油圧式無段変速装置38を前進側及び後進側に操作することができる。
エンジン35の動力が、エンジン35の出力軸35aから伝動ベルト37を介して、油圧ポンプ39に伝達されて、油圧ポンプ39が駆動される。搬送装置4において、第1搬送ベルト11及び第2搬送ベルト12を回転駆動する第1油圧モータ40が備えられ、分離装置5において、分離ベルト18,19を回転駆動する第2油圧モータ41が備えられており、搬送コンベア7を回転駆動する第3油圧モータ42が備えられている。
油圧ポンプ39の作動油が各油圧モータ40,41,42に供給されて、各油圧モータ40,41,42により、第1搬送ベルト11及び第2搬送ベルト12、分離ベルト18,19、搬送コンベア7が回転駆動される。
図4に示すように、タンク43の作動油がストレーナ44を介して油圧ポンプ39に供給されており、油圧ポンプ39の作動油が制御弁ユニット45に供給されている。
制御弁ユニット45に、2個の油圧制御弁46,47が備えられており、油圧ポンプ39の作動油が、油路48により第1の油圧制御弁46に供給され、油路48から分岐した油路49により第2の油圧制御弁47に供給されている。油圧制御弁46,47から戻る作動油が、油路50からフィルタ51に供給されて、フィルタ51からタンク43に戻される。油路48,50に亘って油路52が接続されて、油圧制御弁46,47の保護用のリリーフ弁53が油路52に設けられている。
第1の油圧制御弁46は、中立位置46N、正転位置46A及び逆転位置46Bの3位置を備えており、電磁操作型式に構成されている。第1油圧モータ40は正転駆動及び逆転駆動自在であり、油圧制御弁46からの一対の油路54が、第1油圧モータ40に接続されている。第1油圧モータ40に内装されたリリーフ弁40aからの油路55が、フィルタ51に接続されている。
第2の油圧制御弁47は、中立位置47N及び正転位置47Aの2位置を備えており、電磁操作型式に構成されている。第2油圧モータ41は正転駆動だけが行われるのであり、油圧制御弁47からの油路56が、第2油圧モータ41に接続されている。第2油圧モータ41に内装されたリリーフ弁41aからの油路57が、油路55に接続されている。
第2油圧モータ41からの油路58が油圧モータ42に接続されており、第3油圧モータ42は正転駆動だけが行われる。第3油圧モータ42からの油路59がオイルクーラー60に接続され、作動油がオイルクーラー60からタンク43に戻される。油圧モータ42を迂回する油路61が、油路58,59に亘って接続されており、可変絞り部62が油路61に設けられている。
(各油圧モータの駆動及びエンジンの作動の制御系)
図5に示すように、収穫作業の開始を指令する作業入りスイッチ65と、作業停止状態を指令する作業切りスイッチ66と、各スイッチ65,66の指令に基づいて各油圧制御弁46、47を切り換え操作する制御装置67とが備えられている。
制御装置67は、作業入りスイッチ65が操作されると、各油圧モータ40,41,42の夫々を正転状態に切り換える。作業切りスイッチ66が操作されると、各油圧モータ40,41,42の夫々を停止状態に切り換える。従って、作業入りスイッチ65は、作業装置が作動している状態であるか否かを検出する作業状態検出手段に対応する。尚、図示はしていないが、第1油圧モータ40の逆転駆動を指令する逆転スイッチが備えられ、逆転スイッチが操作されている間だけ、第1搬送ベルト11及び第2搬送ベルト12を逆転させることができる。これは、作物が搬送詰まりを起こした場合に用いられる。
エンジン35の回転数を変更調節可能な調速装置68と、手動操作式のアクセル操作具69と、制御装置67のエンジン35の作動制御についての制御モードの切り換えを指令するモード指令手段としてのモード切換スイッチ70と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ71とが備えられている。アクセル操作具69は、回転操作式のポテンショメータにて構成されている。エンジン回転数センサ71は、周知構成の電磁ピックアップ式の回転センサにて構成されている。
制御装置67は、モード切換スイッチ70の指令により、エンジン制御モードが第1モードと第2モードとに切り換え可能に構成されている。第1モードにおいては、アクセル操作具69の操作状態に対応したエンジン回転数になるように調速装置68の作動を制御し、第2モードにおいては、作業入りスイッチ65(作業状態検出手段)にて収穫作業状態であることが検出されると、アクセル操作具69の操作状態にかかわらず、エンジン回転数が収穫作業に適した設定回転数になるように調速装置68の作動を制御する。
作業入りスイッチ65、作業切りスイッチ66、アクセル操作具69、モード切換スイッチ70等は、運転部3の操作パネル部3aに備えられている。操作パネル部3aには、モード切換スイッチ70の近傍に位置させる状態で、第2モードが指令されていると、そのことを報知する報知手段としての表示ランプ72が備えられている。
運転者は、エンジン35を始動して作業を開始するに際して、モード切換スイッチ70を第2モードに切り換えておく。このとき、運転者がアクセル操作具69を操作して収穫作業に適した設定回転数に設定することを忘れた場合であっても、作業入りスイッチ65を操作して作業開始を指令すると、制御装置67は、エンジン回転数センサ71により検出されるエンジン回転数が設定回転数になるように、調速装置68の作動を制御する。
このような制御により、エンジン回転数が低回転数のまま収穫作業を開始することにより、負荷が大き過ぎてエンストを起こしたり、油圧回路への作動油の供給量が不足して適正な作業が行えなくなる等のおそれを回避できる。
制御装置67は、第2モードにおいて、エンジン回転数が設定回転数になるように調速装置68の作動を制御しているときに、アクセル操作具69が変更操作されると、エンジン回転数がアクセル操作具69にて指令された指令値に対応するエンジン回転数になるように調速装置68の作動を制御するように構成されている。
このように構成することで、収穫作業を行っている途中で、例えば、作業を一時中断させるような場合に、アクセル操作具を変更操作するだけで、運転者の意思によってエンジン回転数を変更させることができる。
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、作業装置Sが油圧モータにて駆動される構成としたが、この構成に代えて、エンジン35の動力が、手動操作により動力を断続操作可能なクラッチを有する伝動機構を介して作業装置Sに伝達され、エンジン35の動力により作業装置Sが回転駆動される構成としてもよい。そして、クラッチの入り切り状態を検知する検出装置にて作業状態検出手段を構成するものでもよい。
(2)上記実施形態では、制御装置67が、第2モードにおいて、エンジン回転数が設定回転数になるように調速装置68の作動を制御しているときに、アクセル操作具69が変更操作されると、エンジン回転数がアクセル操作具69にて指令された指令値に対応するエンジン回転数になるように調速装置68の作動を制御するようにしたが、この構成に代えて、制御装置67が、エンジン回転数が設定回転数になるように調速装置68の作動が制御しているときに、アクセル操作具69が変更操作されても、制御状態を変更しないようにしてもよい。この場合、エンジン制御モードを第1モードに切り換えることで対応できる。
(3)上記実施形態では、報知手段として表示ランプ72を備える構成としたが、この構成に代えて、ブザーを用いてもよく、ブザーと表示ランプとを併用してもよい。
本発明は、大根収穫機だけではなく、人参収穫機や玉葱収穫機等の作物収穫機にも適用できる。
35 エンジン
65 作業入りスイッチ(作業状態検出手段)
67 制御装置
68 調速装置
69 アクセル操作具
70 モード切換スイッチ(モード指令手段)
72 表示ランプ(報知手段)

Claims (3)

  1. エンジンと、前記エンジンの動力にて駆動される作業装置と、前記エンジンの回転数を変更調節可能な調速装置と、前記調速装置の作動を制御する制御装置と、前記作業装置が作動している状態であるか否かを検出する作業状態検出手段と、前記制御装置の制御モードの切り換えを指令するモード指令手段とが備えられ、
    前記制御装置は、
    前記モード指令手段の指令により、エンジン制御モードが第1モードと第2モードとに切り換え可能に構成され、前記第1モードにおいては、アクセル操作具の操作状態に対応したエンジン回転数になるように前記調速装置の作動を制御し、前記第2モードにおいては、前記作業状態検出手段にて収穫作業状態であることが検出されると、前記アクセル操作具の操作状態にかかわらず、エンジン回転数が設定回転数になるように前記調速装置の作動を制御する作物収穫機。
  2. 前記制御装置は、
    前記第2モードにおいて、エンジン回転数が前記設定回転数になるように前記調速装置の作動を制御しているときに、前記アクセル操作具が変更操作されると、エンジン回転数が前記アクセル操作具にて指令された指令値に対応するエンジン回転数になるように前記調速装置の作動を制御する請求項1に記載の作物収穫機。
  3. 前記モード指令手段により前記第2モードが指令されていると、そのことを報知する報知手段が備えられている請求項1又は2に記載の作物収穫機。
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