JP2528834Y2

JP2528834Y2 - 長尺ブーム式防除機の薬液散布用ブームの高さの制御装置

Info

Publication number: JP2528834Y2
Application number: JP1992007112U
Authority: JP
Inventors: 健治田中; 裕巳渡辺
Original assignee: Kyoritsu Co Ltd; Oppama Industry Co Ltd
Current assignee: Kyoritsu Co Ltd; Oppama Industry Co Ltd
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2000-02-22
Also published as: JPH0570667U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は長尺ブーム式防除機の薬
液散布用のブームの高さ（ブームと地面もしくは作物と
の間の距離を示す）の制御装置に関する。特に地面の凸
凹及び傾斜に対しても一定したブームの高さを保つこと
ができる自動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタ搭載形防除機における薬
液散布用ブームが、広範囲にわたり薬液を散布するのに
使用されている。

【０００３】しかしながら、従来の防除機では、作業者
は、トラクタの運転とともにブームを操作する必要があ
り、作業能率が悪かった。特に、トラクタの片側に延設
させた全長十数ｍもの長大なブームを有するもの（いわ
ゆる片ブーム）においては、その操作はとりわけ困難で
あった。即ち、トラクタの運転と同時に地面の凸凹及び
傾斜に合せて頻繁にブームを手動により制御してブーム
高さを地面等に合わせる必要があり、脇見運転等により
重大事故につながる危険性を多大に含むという問題点が
あった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】したがって、ブームの
高さを、地面及び作物の高さに応じて、常に適正散布状
態が得られる所定値内に自動制御して薬液散布操作の作
業性及び安全性の向上を図り得る防除機が要望されてお
り、本考案は実用的で安心して作業のできる薬液散布用
ブームの高さの自動制御装置を提供せんとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述の問題点
を解決するために、長尺ブーム式防除機の薬液散布用ブ
ームの高さの制御装置であって、前記ブームの進行方向
の先行する位置に取り付けた超音波発射装置及び超音波
受波装置と、前記超音波発射装置及び超音波受波装置に
よる複数回の超音波の発射から受波までの測定時間の最
小値を求めることにより、ブーム高さを算出するブーム
高さ算出手段と、前記ブーム高さの算出値を、あらかじ
め設定した最大距離設定値及び最小距離設定値と比較す
るブーム高さ比較手段と、前記ブーム高さ比較手段によ
る比較の結果、前記ブーム高さが前記最小距離設定値と
前記最大距離設定値との間にある場合にはブームの高さ
を変化させず、前記ブーム高さが最小距離設定値より小
さい場合、あるいは最大距離設定値より大きい場合に
は、前記ブーム高さをあらかじめ設定した復帰設定距離
に復帰させ、同時に前記ブームの上昇操作を優先的に行
わせ、かつ、前記ブームの高さを前記復帰設定距離に復
帰させるときは前記ブーム高さ算出手段による前記ブー
ム高さの算出終了後所定の設定待ち時間の経過後、前記
ブーム高さ比較手段による比較結果に基いて前記ブーム
を駆動するように自動制御するためのブーム駆動信号を
出力する駆動制御手段と、前記駆動制御手段より入力す
る前記ブーム駆動信号に基いて前記ブームを駆動するア
クチュエータを含む制御駆動手段とを包含し、それによ
り前記ブームの高さを自動制御する長尺ブーム式防除機
の薬液散布用ブームの高さの制御装置を提供する。

【０００６】

【実施例】以下、本考案の実施例を添付図面を参照して
説明する。

【０００７】図１は、本考案の実施例の機能を示すブロ
ック図であり、１は超音波発射装置で、２は超音波受波
装置で、これ等は後述する薬液散布用ブームに取り付け
られている。なお、超音波発射装置１と超音波受波装置
２との組合せは、特に後述するように、複数組使用する
場合の説明及び図解の便宜上センサと略称する。３はブ
ームの高さ（ブームと地面もしくは作物との間の距離）
を算出するブーム高さ算出手段、４はブーム高さと後述
する所定設定距離とを比較するブーム高さ比較手段であ
る。上述のブーム高さ算出手段３、ブーム高さ比較手段
４は、ＣＰＵ５により機能が実現される。所定設定値記
憶手段６には、最小設定距離、最大設定距離及び復帰設
定距離が設定されており、ブーム高さの比較及びブーム
高さの自動制御の基準値となる。７は駆動制御手段であ
り、ブーム高さ比較手段４によるブーム高さと所定設定
値との比較結果に基づきブームの制御をアクチュエータ
８に命令する。

【０００８】次に図２から図４により、本考案の構成及
び作用の概要を説明する。

【０００９】図２はトラクタに搭載された防除機の薬液
散布用ブームの高さの制御を示したものであり、図２、
（ａ）において、トラクタの走行地面と作物の地面とが
平行状態にある場合を示している。同図において、１０
は防除機本体、１１は内側ブーム、１２は外側ブーム、
１３は各ブームに等間隔で複数配設された薬液散布ノズ
ルであり、８は油圧式等のアクチュエータで、ブームの
昇降操作に使用され、１４はブームの昇降支点である。
また、２０は作物で、２１は作物の植付け地面、２２は
トラクタの走行地面を示す。なお、２３はコントロール
ボックスである。

【００１０】超音波発射装置１および超音波受波装置２
は、例えば、図２に示すようにブームの中央部（内側ブ
ーム１１の外端）に取り付けられており、また図３に示
すように、ブームの進行方向（矢印）に対して先行する
位置に取り付けられている。これは、ブーム高さＰを測
定して、所定のブーム高さにするためには、トラクタ走
行速度及びアクチュエータの作動所要時間を見込んでブ
ームより先行した位置でブーム高さを検出する必要があ
るためである。

【００１１】また、図４を参照すると、所定設定値（最
小設定距離ＭｉｎＰａ，復帰設定距離Ｐｃ，最大設定
距離ＭａｘＰｂ）とブーム高さＰとの比較結果に基づ
くブーム高さの制御範囲を示している。即ち、測定され
たブーム高さＰがブームの上がり過ぎを防ぐ為に定めた
最大設定距離ＭａｘＰｂとブーム外側端が作物等に衝
突してしまうのを防ぐ為に定めた最小設定距離Ｍｉｎ
Ｐａとの間にある場合には、ブーム高さＰを変化させる
制御は行なわない。

【００１２】そして、例えば、図３のＰ₁点で作物等と
の間のブーム高さＰが最小設定距離ＭｉｎＰａ以下で
あれば、ブームを作物等との間の適正散布状態が得られ
る様に定めた復帰設定距離Ｐｃまで自動制御により調整
する。同様に、ブーム高さＰが最大設定距離Ｐｂを越え
る場合にも、ブーム高さを設定復帰距離Ｐｃの値に自動
復帰させる。また、図４のように、進行方向に沿って作
物等２０に極くわずかな空隙（図４の中に２４で示す）
が生じている場合には、ブーム高さＰを制御しない。

【００１３】そして、図２、（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示すように、それぞれトラクタの走行面も作物の植付け
面も水平である場合にはもちろん、トラクタの走行面に
θ₁の傾きがあっても、また、作物の植付面にθ₂の傾
きがあっても、ブームの高さを常に所定値内に自動制御
する。

【００１４】図５は本考案の第１の実施例の基本的動作
を説明するためのフローチャートを示している。まずス
テッブ１００で、第１回目に４０ｋＨｚ程度の超音波を
所定時間、例えば０．２〜０．５ｍｓｅｃ発射し、次い
で、ステッブ１１０で発射された超音波発射波を受波
し、ステッブ１２０で超音波が発射されてから受波する
までに費した時間を測定する。測定時間が求められれ
ば、発射された超音波の周波数からブームと地面等との
間の距離が一義的に求められる。第１回の超音波の発射
及び受波が終了すると、測定時間をメモリにストアする
（ステッブ１２０）。次いで、ステッブ１３０、及び１
４０までＮ回の超音波の発射と受波とを繰り返し、ステ
ッブ１５０でＮ回の測定結果における最小時間の測定値
の記憶値を順次更新する。そして、ステップ１６０で最
小時間（ブームと地面との距離が最小）の値に基づい
て、ブームの上昇又は下降操作が必要かを判断して、ア
クチュエータに駆動信号を出し、再びステップ１００に
リターンして制御を繰り返すものである。

【００１５】なお、図示はしないが、１回のサンプリン
グごとに、上昇・下降駆動の出力処理をしても良い。

【００１６】次に、図６及び図７を参照して、本考案の
第１の実施例のプログラムに基づいて実行される演算処
理のフローチャートを説明する。

【００１７】まず、図６に示したメインプログラムのフ
ローチャートについて説明すると、ステップ２１０で初
期設定を行い、すべてのインジケータ定数等をあらかじ
め定めた値にセットし、ステップ２２０で演算処理をス
タートする。

【００１８】ステップ２３０では、超音波発射用の駆動
信号を出力して超音波を０．２〜０．５ｍｓｅｃ出力す
る。ステップ２４０では、超音波を受波してフラグをセ
ットし、超音波の反射波受波割込プログラムの処理を許
可する。次にステップ２５０で超音波の発射から受波ま
での時間をカウントすることにより時間を測定し、ステ
ップ２６０で所定の設定時間以上であるか否かを判定
し、外乱に基づく超音波の侵入を阻止している。

【００１９】そして、測定時間が設定時間以上のとき
は、以下に説明する反射波受波割込プログラムに進む。

【００２０】次に反射波受波割込プログラムについて説
明する。ステップ２６０で設定測定時間未満と判断した
にもかかわらず受波割込プログラムに入った場合は、ス
テップ３００で超音波の受波の割込みを禁止し、ステッ
プ３１０でステップ２５０，２６０における時間測定の
結果が第１回目の測定（ＹＥＳ）であるか否かをフラグ
によりチェックする。

【００２１】第１回目の測定であるときは、ステップ３
２０で測定時間を、図１に図示のＣＰＵ５の所定設定値
記憶手段６に含まれたメモリＡにストアし、ステップ３
２１から３２４に進んで第２回目の測定をするためにメ
インプログラムのスタートにジャンプする。

【００２２】次に、第２回目の発射より受波までの時間
測定を第１回目の測定と同様に行なう。そしてステップ
３１０ではフラグが第２回目の測定（ＮＯ）を示すの
で、ステップ３３０に進み、第２回目の測定時間を、同
じく図１の中の所定設定値記憶手段６に含まれたメモリ
Ｂにストアする。

【００２３】ステップ３４１からステップ３４４までは
超音波の受波時間の短い方を選択する（ブームから地面
までの距離が短い方を選ぶ）ためのもので、まずステッ
プ３４１で第１回目と第２回目との受波時間をメモリ
Ａ，Ｂより呼び出して比較し、両者のうち短い方の時間
をメモリＡにリストアする（ステップ３４２ないし３４
４）。

【００２４】そして、ステップ３５０で第２回目の受波
測定が終了したことを表わすフラグをセットし、ステッ
プ３６０で、所定時間、例えば１５ｍｓｅｃの待ち時間
（ＷＡＩＴ）を設けることにより、トラクタの進行方向
に沿った作物等の間のわずかな空隙に対する応答を続け
て次のブーム駆動信号出力処理動作へ移行してしまうこ
とを防止し、前記待ち時間の経過後には、以下に説明す
るブーム操作用アクチュエータの電磁弁ソレノイド駆動
信号の出力処理プログラムに進む。

【００２５】上述のステップにおいては、超音波の受波
時間に関する比較等は、結果としてブームの高さの比較
となり、受波時間が短かければブームと地面との距離も
短いことを意味している。

【００２６】次に、図７に示した電磁弁ソレノイド駆動
信号出力処理プログラムのフローチャートについて説明
する。本実施例では、安全性を確保する為にブーム上げ
の信号を優先させる。

【００２７】まず、ステップ４００でブーム上昇の電磁
弁ソレノイド駆動信号が出力中であるか否かをフラグに
よりチェックする。そして、駆動信号として、Ｈレベ
ル、つまり上昇用電磁弁ソレノイドを駆動する信号を出
力中（ブームが上昇動作をしているとき）のとき（ＹＥ
Ｓ）は、ステップ４１０に進み、ブーム高さと復帰設定
距離Ｐｃとを比較する（ＣＰＵにおける処理では受波の
時間と復帰設定時間とを比較する）。ブームの高さが復
帰設定距離Ｐｃより大きいか等しいときには、ステップ
４２０で、ブーム上昇のための電磁弁ソレノイド駆動信
号の出力フラグをリセットする。そして、ステップ４３
０に進み、ブーム上昇の電磁弁ソレノイド駆動信号の出
力として、Ｌレベル、つまり上昇用及び下降用電磁弁ソ
レノイドを駆動できない信号を出力し、ブームを停止さ
せる。また、ステップ４１０において、ブームの高さが
復帰設定距離Ｐｃよりも小さいときには、ステップ４４
０に進みブームを上昇させる状態を保つ。

【００２８】ステップ４００において、ブームが上昇中
でない場合（ＮＯ）には、ステップ４５０に進み、ブー
ム下降の電磁弁ソレノイド駆動信号が出力中であるかを
フラグによりチェックする。

【００２９】そして、その駆動信号がＨレベル、つまり
下降用電磁弁ソレノイドを駆動する信号を出力中（ＹＥ
Ｓ）でブームが下降動作をしているときはステップ４６
０に進み、ブーム高さと復帰設定距離とを比較する（Ｃ
ＰＵにおける処理では受波の時間と復帰設定時間とを比
較する）。ブームの高さＰが復帰設定距離Ｐｃより小さ
いか等しいときには、ステップ４７０でブーム下降のた
めの電磁弁ソレノイド駆動信号の出力フラグをリセット
する。そして、ステップ４３０に進み、ブームの下降の
電磁弁ソレノイド駆動信号の出力として、Ｌレベル、つ
まり上昇用及び下降用電磁弁ソレノイドを駆動できない
信号を出力し、ブームを停止させる。また、ステップ４
６０においてブームの高さが復帰設定距離よりも大きい
ときには、ステップ４８０に進みブームを下降させる状
態を保つ。

【００３０】次に、ステップ４００及び４５０におい
て、それぞれブームの上昇及び下降の電磁弁ソレノイド
駆動信号が出力されていない場合（ＮＯ）には、ステッ
プ４９０に進み、ブーム高さと最小設定距離ＭｉｎＰ
ａ（最小設定測定時間）とを比較する。

【００３１】そして、ブーム高さが最小設定距離に等し
いか大きい場合（ＹＥＳ）には、ステップ５００に進
み、ブーム高さと最大設定距離ＭａｘＰｂ（最大設定
測定時間）とを比較する。ブーム高さが最大設定距離を
超えるときステップ５１０でブーム下降ソレノイド駆動
信号の出力フラグをセットして、ステップ４８０でブー
ム下降のソレノイド駆動信号としてＨレベル、つまり下
降用電磁弁ソレノイドを駆動する信号を出力する。

【００３２】ステップ５００でブーム高さが設定最大距
離と同じかそれより低いときには、ステップ４３０に進
み、ブーム上昇及び下降のソレノイド駆動信号を出力し
ない（すなわち、Ｌレベル、つまり上昇用及び下降用電
磁弁ソレノイドを駆動させない信号が出力される）。

【００３３】また、ステップ４９０でブーム高さが最小
設定距離以下の場合にはステップ５２０に進み、ブーム
上昇の電磁弁ソレノイド駆動信号の出力フラグをセット
し、ステップ４４０において、ブーム上昇電磁弁ソレノ
イド駆動信号として、Ｈレベル、つまり上昇用電磁弁ソ
レノイドを駆動する信号を出力する。

【００３４】ステップ４３０，４４０及び４８０のいず
れかの動作が終了するとステップ５３０に進み、上述の
ステップで使用した時間測定用カウンタ、メモリＡ，Ｂ
の内容をクリアし、ステップ５４０において、メインプ
ログラムのスタートへジャンプして新たな測定結果に基
づく制御を行なう。

【００３５】上述のフローチャートにおいては、超音波
発射及び受波装置の１組をブームに取り付けて、ブーム
高さをサンプリングして、そのうちの最小のブーム高さ
を基にして所定の設定距離と比較して、ブーム高さを制
御している。

【００３６】次に、図８より図１２に示すフローチャー
トを参照し、より安全性を高めることを目的として、超
音波発射装置及び超音波受波装置をＮ個（複数個）設け
て、Ｎ箇所でブーム高さをサンプリングし、最小のブー
ム高さを基にして所定の設定距離と比較して、ブーム高
さを制御する本考案の第２実施例について説明する。

【００３７】この第２実施例の基本的動作とその場合行
われる演算処理とは、図５、図６、及び図７にそれぞれ
示したフローチャートと同様であり、超音波発射装置及
び超音波受波装置の対のそれぞれについて、測定したブ
ーム高さの最小値を設定距離（最大及び最小距離設定
値）と比較して、ブームの高さが復帰設定距離になるよ
うに自動制御する。

【００３８】図８に示すメインプログラムにおいては、
Ｎ個の超音波発射装置から所定の間隔で超音波を発射
し、対応するそれぞれの超音波受波装置で超音波を受波
するように、ステップ２２１−２〜２２１−Ｎ、ステッ
プ２３１−２〜２３１−Ｎ及びステップ２４１−２〜２
４１−Ｎが追加されている。

【００３９】また、図９に示す反射波受波割込プログラ
ムにおいては、それぞれのセンサの箇所における超音波
の発射及び受波に基づいてブーム高さを求めるために、
ステップ３０１−２〜３０１−Ｎが追加されている。

【００４０】同様に、図１０より図１２に示す電磁弁ソ
レノイド駆動信号出力処理プログラムにおいても、それ
ぞれのセンサの箇所における超音波の発射及び受波によ
って得られる最小のブーム高さに基づいてブーム高さを
制御するように、ステップ３９０−２〜３９０−Ｎ及び
ステップ３９１−２〜３９１−Ｎが追加されている。

【００４１】なお、安全性をより確実なものとする為に
は、図３に示すように、ブームの上昇操作を下降操作に
比し急速に行うようにすること、また、従来どおりの手
動操作を優先させる回路、マイクロコンピュータ暴走検
出回路等の安全回路を組み込んでおくことが好適であ
る。

【００４２】

【考案の効果】本考案によれば、ブームの高さを、地面
及び作物の高さに応じて、常に安全かつ確実に所定値範
囲内にあるように自動制御することができるので、長尺
ブーム式防除機の作業能率を高めることができる。ま
た、脇見運転による危険を未然に防ぐことができる。さ
らに、長尺両ブーム式防除機に適用した場合において
も、作業能率を飛躍的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による長尺ブーム式防除機の薬液散布用
ブームの高さの制御装置の機能ブロック図である。

【図２】トラクタに取り付けられた長尺ブーム式防除機
の動作状態を示す説明図である。

【図３】ブーム高さＰの制御状態を示す説明図である。

【図４】ブーム高さＰの制御範囲を示す説明図である。

【図５】本考案装置により行われるブーム高さの基本制
御動作を示すフローチャートである。

【図６】本考案の第１実施例において行われるブーム高
さの制御操作において、メインプログラム及び反射波受
波割込プログラムに基いて実行される演算処理のフロー
チャートである。

【図７】本考案の第１実施例において行われるブーム高
さの制御操作において、電磁弁ソレノイド駆動信号出力
処理プログラムに基いて実行される演算処理のフローチ
ャートである。

【図８】本考案の第２実施例において行われるブーム高
さの制御操作において、メインプログラム及びセンサＮ
ｏ．１の箇所における反射波受波割込プログラムに基い
て実行される演算処理のフローチャートである。

【図９】本考案の第２実施例において行われるブーム高
さの制御操作において、センサＮｏ．２よりＮｏ．Ｎま
でのそれぞれの箇所における反射波受波割込プログラム
に基いて実行される演算処理のフローチャートである。

【図１０】本考案の第２実施例において行われるブーム
高さの制御操作において、センサＮｏ．１の箇所におけ
る電磁弁ソレノイド駆動信号出力処理プログラムに基い
て実行される演算処理のフローチャートである。

【図１１】本考案の第２実施例において行われるブーム
高さの制御操作において、センサＮｏ．２の箇所におけ
る電磁弁ソレノイド駆動信号出力処理プログラムに基い
て実行される演算処理のフローチャートである。

【図１２】本考案の第２実施例において行われるブーム
高さの制御操作において、センサＮｏ．Ｎの箇所におけ
る電磁弁ソレノイド駆動信号出力処理プログラムに基い
て実行される演算処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１超音波発射装置２超音波受波装置３ブーム高さ算出手段４ブーム高さ比較手段５ＣＰＵ６所定設定値記憶手段７駆動制御手段８アクチュエータ１１，１２ブーム１３薬液散布ノズル２０作物

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】長尺ブーム式防除機の薬液散布用ブーム
の高さの制御装置であって、前記ブームの進行方向の先行する位置に取り付けられ、
一回のブーム高さの測定において超音波を複数回発射す
るとともに、それぞれの反射波を受波するように構成さ
れた超音波発射装置及び超音波受波装置と、前記超音波発射装置及び超音波受波装置による前記超音
波の発射から反射波の受波までの測定時間の最小値によ
り前記ブームの高さを算出するブーム高さ算出手段と、前記ブームの高さの算出値を、あらかじめ設定した設定
値である最大距離設定値及び最小距離設定値とを比較す
るブーム高さ比較手段と、ブーム高さを自動制御するためのブーム駆動信号を出力
する駆動制御手段であって、前記ブーム高さ比較手段に
よる比較の結果、前記ブームの高さが前記最小距離設定
値と前記最大距離設定値との間にある場合には前記ブー
ムの高さを変化させず、前記ブームの高さが前記最小距
離設定値より小さい場合、あるいは前記最大距離設定値
より大きい場合には前記ブームの高さをあらかじめ前記
最小距離設定値と前記最大距離設定値との間に設定した
復帰設定距離に復帰させるように前記ブームの高さを自
動制御するためのブーム駆動信号を出力し、前記駆動制
御手段による前記ブーム高さの自動制御においては、ブ
ーム上昇用駆動信号をブーム下降用駆動信号より優先し
て出力させ、かつ、前記駆動制御手段より出力される前
記ブーム高さを前記復帰設定距離に復帰させるためのブ
ーム駆動信号は、前記ブーム高さ算出手段による前記ブ
ーム高さの算出終了後、所定の設定待ち時間の経過後、
前記ブーム高さ比較手段による比較結果に基いて出力さ
れるように構成された前記駆動制御手段と、前記駆動制御手段より入力する前記ブーム駆動信号に基
いて前記ブームを駆動するアクチュエータを含む制御駆
動手段とを包含し、それにより前記ブームの高さを自動
制御することを特徴とする長尺ブーム式防除機の薬液散
布用ブームの高さの制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の制御装置であって、前
記超音波発射装置よりの超音波の発射開始より前記超音
波受波装置による反射超音波の受波終了までの測定期間
を測定し、該測定期間の長さが所定の設定期間以上であ
るか否かを判定し、前記所定の設定期間以上であるとき
のみ、前記ブーム高さ算出手段による前記ブーム高さの
算出処理を開始するように構成されたことを特徴とする
長尺ブーム式防除機の薬液散布用ブームの高さの制御装
置。
【請求項３】請求項１に記載の制御装置であって、前
記制御駆動手段による前記ブームの上昇操作を下降操作
に比し急速に行うように構成されていることを特徴とす
る長尺ブーム式防除機の薬液散布用のブーム高さの制御
装置。
【請求項４】請求項１に記載の制御装置において、前
記ブームの進行方向の先行する位置に取り付けられた前
記超音波発射装置及び前記超音波受波装置はそれぞれ複
数個所に儲け、該複数個所におけるブームの高さの測定
値と、それぞれの個所における最小設定距離、最大設定
距離および復帰設定距離との比較結果に従い、前記ブー
ム上昇用駆動信号又はブーム下降用駆動信号を出力し、
もしくは該両駆動信号を無出力とすることにより、前記
ブームの高さを所定値の範囲内に保つように自動制御す
るための構成を有することを特徴とする長尺ブーム式防
除機の薬液散布用ブームの高さの制御装置。