JP2508799Y2 - 移動農機における制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本考案は、移動農機、特に施肥、防除、除草、溝切り
等の中間管理を行う管理機に用いて好適な移動農機に係
り、詳しくは走行機体の４隅を支持する車輪をそれぞれ
水平方向に回動し得るように構成した移動農機における
制御装置に関する。

（ロ） 従来の技術 一般に、移動農機例えば圃場に植付けた苗に追肥した
り、圃場に生えた雑草を取除く等の中間管理作業を行う
管理機は、圃場端に到達した際の方向転換等、車輪を接
地したままの状態でステアリングし、これにより枕地を
円弧状に旋回している。このため、圃場端にはその機体
の旋回が可能なように機体長より大きく枕地を取ってお
く必要があり、またステアリングを一杯に切って旋回半
径を小さくしようとする場合には、車輪が田面に埋没し
ているために、ステアリングにおける所要トルクが大き
くなって操作性が悪くなてしまうと共に車輪によって周
囲の土が押し退けられ、これにより旋回範囲付近に植付
けられた苗は倒されて欠株になる不具合が生じる。

そこで、本出願人は、先に、上述問題点を解消するべ
く、全輪が少なくとも90度方向転換し得る車輪にて支持
される機体フレームを備え、旋回フレームの旋回により
前後いずれか一方に位置したスティックを下降して該一
方の車輪を持ち上げ、この状態で該車輪を所定方向に方
向転換し、そして該車輪の方向転換後、スティックを上
昇して該一方の車輪を接地すると共に旋回フレームを旋
回し、他方に位置したスティックを下降して該他方の車
輪を持ち上げ、この状態で他方の車輪を所定方向に方向
転換し、そして他方の車輪の方向転換後、スティックを
上昇して該他方の車輪を接地するように構成した移動農
機を提案した（特願昭62-280097号参照）。

そして、該移動農機は、圃場の枕地における所定位置
にて前述のような方向転換を行いながら、一方の枕地と
他方の枕地の間を施肥等の作業を行いながらジグザグに
走行する。

（ハ） 考案が解決しようとする課題 ところで、上述した本出願人にて提案されている移動
農機は、方向センサを搭載してその稲稈検知に基づく制
御部の信号により稲稈条に追従して操向し得るように構
成することも考えられるが、例えば方向センサをスティ
ック先端に装着した場合には、方向センサを変更後の進
行方向にその都度向けることができることにより、セン
サを多数個設置しなくても良い等の利点が生じるもの
の、スティックは旋回フレームに昇降自在に設けたアー
ムの先端に装着されて、走行時の機体振動によって揺動
することがあるため、これに伴い方向センサも揺れ、稲
稈条を的確に検知することができなくなる虞れがある。
また、前記方向センサを走行機体に設置しようとする
と、該方向センサを次なる進行方向にその都度向けるた
めの装置が新たに必要となってしまい、その構造が複雑
になってしまう。

そこで、本考案は、前記方向センサを、車輪を支持し
ているケースに設置し、もって上述課題を解消した移動
農機における制御装置を提供することを目的とするもの
である。

（ニ） 課題を解決するための手段 本考案は、上述事情に鑑みなされたものであって、例
えば第１図ないし第３図を参照して示すと、走行機体
（５）の隅部４カ所に、水平方向回動自在にケース（31
a），（31b），（32a），（32b）を有し、これら各ケー
スをそれぞれアクチュエータ（43）にて水平方向に回動
し、該ケースに装着した車輪（2a），（2b），（3a），
（3b）を操舵し得るように構成した移動農機であって、 前記各ケースにそれぞれ配設され、これらケースの一
側方から作物条までの間隔を検出する検出手段（39
a），（39b），（40a），（40b）を有するセンサ（33
a），（33b），（35a），（35b）と、 前記各ケースの回動位置を検出する回動位置検出手段
（42）と、 前記センサ及び回動位置検出手段からの信号に基づ
き、進行方向前方に位置する車輪を作動する前記アクチ
ュエータに適宜作動信号を出力する制御部（29）と、を
備え、 前記制御部は、前記回動位置検出手段（42）からの信
号に基づき、進行方向前方に位置する前記センサの検出
手段が、前記走行機体の外側に向いているか内側に向い
ているかを判断して、外側に向いている場合、これら左
右の検出手段から作物条までの間隔が大きい方向への操
向指令を発し、また内側に向いている場合、前記検出手
段から作物条までの間隔が小さい方向への操向指令を発
し、これら操向指令に基づき、前記進行方向前方車輪用
のアクチュエータ（43）に出力してなる、 ことを特徴とする。

（ホ） 作用 以上構成に基づき、例えば施肥、除草等の中間管理作
業を行う場合、移動農機（１）は、車輪（2a），（2
b），（3a），（3b）を前後方向に向けて前後方向に走
行し得ると共に、例えば枕地において、各車輪を90度水
平方向に回動し、左右方向にも走行し得る。そして、該
移動農機（１）の走行時、センサ（33a），（33b），
（35a），（35b）（以下方向センサという）のうち、進
行方向前方に位置する左右のケース（例えば31a,31b）
に設けた方向センサ（例えば33a,33b）の検出手段（例
えば39a,39b）が作物を検出すると、該検出に基づき、
進行方向前方の前記ケースに装着した左右車輪（例えば
2a,2b）に対応するアクチュエータ（34），（34）を制
御する。この場合、回動位置検出手段（42）にて方向セ
ンサ（33a），（33b）の回動位置が検出されて、該セン
サの検出手段（39a），（39b）が走行機体（５）に対し
て内側に向いているか外側に向いているかが判定される
ため、これに基づき２通りのうちいずれかの制御パター
ンが選択される。即ち、外側に向いていると判断される
場合、これら左右の検出手段から作物小までの間隔が大
きい方向への操向指令を発し、また内側に向いている場
合、前記検出手段からの作物条までの間隔が小さい方向
への操向指令を発し、これら操向指令に基づいてアクチ
ュエータ（34）が適時作動・停止され、従って移動農機
（１）、前進方向、左進方向、後進方向及び右進方向へ
の走行に拘りなく、常には作物条に沿って的確に操向さ
れる。

なお、カッコ内の符号は、図面を参照するためのもの
であるが、何等構成を限定するものではなく、また同一
符号であっても、実用新案登録請求の範囲に基づき記載
しているため、以下に示す実施例の名称とは異なる場合
もある。

（ヘ） 実施例 以下、図面に沿って、本考案による実施例について説
明する。

圃場において中間管理作業を行う管理機１は、第１図
及び第３図に示すように、車輪2a,2b及び車輪3a,3bにて
４隅を支持されている機体フレーム５を有しており、か
つ該フレーム５の中央部に配置した旋回支軸６には水平
方向回動自在に旋回フレーム７が設けられている。そし
て、該旋回フレーム７の一端にはリンク9,10が上下方向
揺動自在に取付けられ、かつこれらリンク9,10の先端は
スティック11の一端にそれぞれ取付けられており、更に
リンク９の回動基部近傍には、旋回フレーム７に設置し
た油圧アクチュエータ13の一端が連結されている。ま
た、旋回フレーム７の他端には平行リンク15を介して施
肥部16が取付けられており、かつ旋回フレーム７の他端
に取付けた油圧アクチュエータが平行リンク15に連結さ
れている。一方、旋回フレーム７を有する旋回部には施
肥タンク20,20が設置されており、かつ該施肥タンク20,
20は施肥部16にホースを介して肥料を送っており、更に
該肥料は施肥部16の施肥ノズル22から田面に供給され
る。また、機体フレーム５の下方には、エンジン23、油
圧ポンプ27、制御部29及びバッテリ30等が、プレート40
上にそれぞれ配置されている。そして、エンジン23の回
転はトランスミッションにより減速されて、伝動パイプ
からなる機体フレーム５に配置したベベルケースを経た
後、機体フレーム５内部に配設した伝動軸それぞれの端
部に固設したベベルギヤ等を介して、それぞれの車輪2
a,2b,3a,3bに伝達するように構成されている。更に、該
車輪2a,2b,3a,3bはそれぞれ操向用アクチュエータ34に
て水平方向に自在に回動するようになっており、また前
記機体フレーム５はカバー25にて全体を覆われている。

一方、前記車輪2a,2b,3a,3bは、それぞれ機体フレー
ム５の４隅に回動・固定自在に配設したチェーンケース
31a,31b,32a,32bにて支持されており、更に各チェーン
ケース31a,31b,32a,32bの下方にはそれぞれ方向センサ3
3a,33b,35a,35bが設置されている。

そして、例えば該方向センサ33aは、第２図（ａ），
（ｂ）に示すように、走行機体５の一隅に水平方向回動
自在に配設したチェーンケース31aの下方部に設置さ
れ、かつ該チェーンケース31aは屈曲した形状にされて
いる。更に、チェーンケース31aの下方におけるセンサ3
3aのやや上部には車軸36を介して車輪2aが支持されてお
り、かつ該車輪2aは、前記チェーンケース31aに形成し
た凹部37に向け車軸36を中心にして湾曲して形成されて
おり、従って前記方向センサ33aの回動アーム39aの回動
中心は走行中心線ｃと略々一致するように構成されてい
る。そして、方向センサ33aはその内方に、回動アーム3
9aの回動によりオン・オフする２個のスイッチが設置さ
れており、従って該スイッチの一方のみオンする場合、
他方のスイッチがオンする場合、いずれのスイッチもオ
フされる場合、と３通りのパターンを検出することによ
り、方向センサ33aの稲稈に対する接近・離間状態が検
出されるようになっている。なお、他の方向センサ33b,
35a,35bも方向センサ33aと同様の構成になっている。

更に、前記チェーンケース31a,31b,32a,32bは、それ
ぞれチェーン43、スプロケット45を介して操向用アクチ
ュエータ34の回転が伝達されるように構成されている
が、それぞれのアクチュエータ34は回動位置検出センサ
42によってその回動角が検出されるように構成されてお
り、従って該検出センサ42により、チェーンケース31a,
31b,32a,32bの回動位置が検出され得ると共に、回動ア
ーム39a,39b,40a,40bが走行フレーム５に対して外側に
あるのか内側にあるのかが検出され得るように構成され
ている。

本実施例は、以上のような構成よりなるので、例えば
圃場に植付けた稲稈に対して施肥作業を行う場合、走行
クラッチをオンすることにより管理機１を一方の枕地Ａ
における作業開始位置P₀まで移動し、該位置において施
肥タンク20,20に肥料を供給し、次いで制御部29の指令
に基づき稲稈条に沿って、開始位置P₀から他方の枕地Ｂ
に向けて直進走行する。この際、管理機１は、スティッ
ク11を上昇しかつ施肥部16を下降して田面に浮かせた状
態にされており、PTOクラッチのオンにより施肥ノズル2
2から肥料を田面に供給する。

この状態では、方向センサ33a,33b,35a,35bが稲稈条
を検出し、かつ該検出信号に基づく制御部29の信号によ
り操向用アクチュエータ34…を制御し、これにより管理
機１は、適時車輪2a,2b,3a,3bを操向して、稲稈条に沿
って走行する。

そして、該作動を、第４図に示す走行経路図及び第５
図に示すフローチャートに沿って説明すると、前記車輪
2a,2b,3a,3bの回動位置を検出する回動位置検出センサ4
2により該車輪がどの方向に向いているかが検出されて
制御部29に入力され、これにより方向センサ33a,33b,35
a,35bが、走行機体に対して外側、内側のどの方向に向
いているかが判断される（S1）。この結果、P₀〜P₁間に
おいて進行方向前方に位置する方向センサ33a,33bが機
体内方に向いていると判断されると、更に左右の方向セ
ンサ33a,33bの回動アーム39a,39bの回動角が等しいか否
かが判断される（S2）。そして、前記方向センサ33a,33
bの回動角が等しい場合には、前記アクチュエータ34に
信号を出力して、現在前輪となっている左右車輪2a,2b
を直進状態に操向する（S3）。また、前記S2にて左右方
向センサ33a,33bの回動アーム39a,29bが等しくない場合
には、更に左右の回動角が比較され（S4）、この結果、
左の回動角が右の回動角に比して小さい場合には、走行
機体３が稲稈条に対し左方に寄り過ぎているということ
であり、左右の車輪2a,2bを右方向に６度操向して、走
行機体３を右方に寄せる（S5）。また、前記S4において
左の回動角が右の回動角より大きい場合には、左右車輪
2a,2bを左方向に６度操向して、走行機体３を左方に寄
せる（S6）。そして、現在後輪となっている左右車輪3
a,3bは直進状態に操向する（S7）。

更に、管理機１は、地点P₁に到達すると、該地点P₁に
てスティック11を下降・接地して車輪2a,2bを持ち上
げ、この状態においてアクチュエータ34を作動して該車
輪2a,2bを第４図反時計方向に90°回動し、そしてステ
ィック11を上昇して車輪2a,2bを接地した後、旋回部を1
80°旋回してスティック11を車輪3a,3b間にて接地し、
持ち上げた該車輪3a,3bを反時計方向に回動し、スティ
ック11を上昇してこれら車輪3a,3bを接地することによ
り、方向転換を行う。そして、管理機１は走行クラッチ
をオンすることにより、該地点P₁から地点P₂に向けて枕
地Ｂを走行する。この場合には、進行方向前方に向いた
方向センサ35a,33aの回動アーム40a,39aがいずれも機体
の外側に向いていると判断されるため、更に左右の回動
アーム40a,30aの回動角が等しいか否かが判断される（S
8）。この結果、左右の回動角が等しい場合には、左右
車輪3a,2aを直進状態に操向する（S9）。そして、前記S
8にて左右回動アームの回動角が等しくないと判断され
た場合には、更に左右の回動角が比較される（S10）。
そして、左の回動角が右の回動角に比して小さいと判断
された場合には、左右車輪3a,2aを左方向に６°回動し
（S11）、また左の回動角が右の回動角に比して大きい
と判断された場合には左右車輪3a,2aを右方向に６°回
動する。従って、管理機１は、地点P₁から地点P₂まで
を、機体外側に向いた方向センサ35a,33aに基づき操向
制御される。更に、管理機１が地点P₂にて前述同様にし
て方向転換を行い、次なる進行方向に向けて走行する場
合には、前方に向いた方向センサ35a,35bの回動アーム4
0a,40bが機体内側に向くため、前述したS2からの制御が
実行され、一方の枕地Ａに向けて操向する。そして、管
理機１は地点P₃に到達すると、前述地点P₁で行ったと同
様に方向転換を行い、該地点P₃から地点P₄に向けて枕地
Ａに沿って操向する。

従って、管理機１は、稲稈条に沿って的確に操向し、
条間に適切に施肥していく。この際、第２図（ａ）にて
示したように、方向センサ33a,33b,35a,35bはその回動
アーム39a,39b,40a,40bそれぞれの回動中心が、車輪2a,
2b,3a,3bの走行中心線ｃと略々一致するようにされてい
るため、各車輪を、方向センサによる稲稈検出にリアル
タイムに反応させることができ、稲稈を踏むことがなく
スムーズに操向することができる。

なお、本実施例では、圃場両端を枕地Ａ、枕地Ｂとし
ていたが、これら枕地A,Bには該圃場の苗と直交するよ
うに苗が植付けられているものとして述べた。

また、管理機１の操向時には、車輪即ち方向センサ33
a,33b,35a,35bが左右方向に略々６°の範囲で回動され
るが、回動アーム39a,39b,40a,40bはそれぞれ略々40度
の範囲で回動して稲稈条を検出するように構成されてい
るため、前記６°は吸収され得、従って操向時の車輪の
回動が操向制御に影響を及ぼすことはない。更に、本実
施例では、方向センサとして、オン・オフにて切換わる
スイッチを用いていたが、これに限らず、該スイッチに
代えてポテンショメータを用いても良いことは勿論であ
る。

（ト） 考案の効果 以上説明したように、本考案によれば、ケース（31
a），（31b），（32a），（32b）に、一側方の作物条ま
での間隔を検出する検出手段（39a），（39b），（40
a），（40b）を有する方向センサ（33a），（33b），
（35a），（35b）を配設し、該方向センサの作物条検知
に基づく制御部（29）の信号により、アクチュエータ
（34）を作動して前記ケースを水平方向に適時回動し、
走行機体（５）を操向制御するように構成したので、方
向センサが堅固な構造のケース（31a），（31b），（32
a），（32b）に設置されていることにより、走行時の振
動によって方向センサが揺動して作物条を的確に検知で
きない等の不具合をなくすことができると共に、特別な
構造を設けることなくケースの回動のみにて回動するこ
とができるため、走行機体（５）の進行方向が前進、左
進、後進、右進と変化しても方向センサを逐次同方向に
向けて回動し得、確実な制御を行うことができる。

また、ケース（31a），（31b），（32a），（32b）の
回動位置を検出する回動位置検出手段（42）により、進
行方向前方に位置する方向センサの検出手段が、走行機
体（５）の外側に向いているか内側に向いているかを検
出し、これに基づき２通りの制御パターンのいずれかを
選択して走行機体（５）を操向制御するように構成する
ので、ケースの回動により回動アームが内側に向いてい
ても外側に向いていてもその位置に相当する制御パター
ンにより確実に操向制御することができ、また左右の方
向センサの回動アームの検出を比較しながら制御を行う
ことにより、作物の条間幅が変化しても、作物を踏むこ
となく条に沿って的確な制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る管理機全体を示す平面図、第２図
はその方向センサの設置構造を示す図であり、（ａ）は
その正面図、（ｂ）はその平面図である。そして、第３
図は管理機全体を示す側面図、第４図は管理機による作
業行程を示す図、第５図は本実施例の作動を示すフロー
チャートである。 １……移動農機（管理機）、2a,2b,3a,3b……車輪、５
……走行機体、29……制御部、31a,31b,32a,32b……ケ
ース（チェーンケース）、34……アクチュエータ（操向
用アクチュエータ）、33a,33b,35a,35b……方向セン
サ、39a,39b,40a,40b……検出手段（回動アーム）、42
……回動位置検出手段（センサ）。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行機体の隅部４カ所に、水平方向回動自
   在にケースを有し、これら各ケースをそれぞれアクチュ
   エータにて水平方向に回動し、該ケースに装着した車輪
   を操舵し得るように構成した移動農機であって、 前記各ケースにそれぞれ配設され、これらケースの一側
   方から作物条までの間隔を検出する検出手段を有するセ
   ンサと、 前記各ケースの回動位置を検出する回動位置検出手段
   と、 前記センサ及び回動位置検出手段からの信号に基づき、
   進行方向前方に位置する車輪を作動する前記アクチュエ
   ータに適宜作動信号を出力する制御部と、を備え、 前記制御部は、前記回動位置検出手段からの信号に基づ
   き、進行方向前方に位置する前記センサの検出手段が、
   前記走行機体の外側に向いているか内側に向いているか
   を判断して、外側に向いている場合、これら左右の検出
   手段から作物条までの間隔が大きい方向への操向指令を
   発し、また内側に向いている場合、前記検出手段から作
   物条までの間隔が小さい方向への操向指令を発し、これ
   ら操向指令に基づき、前記進行方向前方車輪用のアクチ
   ュエータに出力してなる、 ことを特徴とする移動農機における制御装置。