JP2578596B2 - 水田作業車における制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、乗用田植機、湛水直播機等の水田作業車に
係り、詳しくは走行機体に昇降自在かつ揺動自在に支持
した作業部を水平制御と平行制御に切換える制御装置に
関する。

（ロ） 従来の技術 一般に、水田作業車例えば乗用田植機は、走行機体に
植付部がリンクを介して昇降自在に支持されており、該
リンクを油圧シリンダ装置の作動にて適宜操作すること
により、植付部は昇降操作レバーの操作に対応して昇降
制御される。また、植付部は、ローリング支点軸により
前記リンクの後端に揺動自在に支持されていると共に、
スプリングにて略々水平になるように付勢・保持されて
おり、更にフロートにより圃場面を滑走しかつ多数のプ
ランタを駆動して、苗のせ台に載置したマット苗を順次
植付けるように構成されている。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 しかし、上述した従来の乗用田植機は、車輪が圃場の
耕盤上を走行することにより、田植作業時等には走行機
体が不規則に傾くため、植付部はフロートして圃場面上
に浮いているものの、傾斜する走行機体に伴って同じ方
向にやや傾いてしまう。このため、横方向に並んでいる
プランタの一部が浮き上がって浅植えをしたり、又一部
が沈下して深植えをする等の不具合を生じる。

また、作業の開始や終了に伴い田植機を走行して畦を
乗り越える場合、走行の邪魔にならないようにするため
機体上昇位置に保持した植付部が、畦乗り越えによる大
きな揺れによってスプリングの付勢力に抗して揺動する
ため、機体バランスが悪くなって走行時に一層機体バラ
ンスが悪くなってしまい、著しい場合には転倒する等の
危険を招く虞れがある。

（ニ） 問題を解決するための手段 本発明は、上述問題点を解消することを目的とするも
のであって、例えば第１図に示すように、走行機体２に
作業部10を昇降自在かつ揺動自在に支持し、該作業部10
を、昇降手段19にて昇降制御すると共に、揺動手段32に
て、水平を維持する水平制御及び前記走行機体５と平行
に維持する平行制御を行い得るように構成した水田作業
車１であって、前記作業部10の傾斜を検知する傾斜検知
手段33と、前記作業部10が上限位置近傍にあることを検
知する上限位置検知手段30と、を備え、前記作業部10の
水平制御と平行制御とを切換える制御位置Ｃ（第３図
（ａ）参照）を、前記上限位置検知手段30が検知する位
置に設定し、前記作業部10の昇降制御による少なくとも
いずれか一方向の移動時、上限位置検知手段30の検知に
基づく制御部23からの信号により、前記制御位置Ｃでは
平行制御を、またそれ以下の範囲では水平制御を行うよ
うに構成したことを特徴とするものである。

（ホ） 作用 上述構成に基づき、水田作業車１を用いた圃場での作
業中、作業部10を昇降制御によりいずれか一方向に移動
した場合、上限位置検知手段30が上限位置近傍即ち制御
切換え位置Ｃから作業部10が外れたことを検知すると、
該上限位置検知手段30からの信号に基づき制御部23から
信号が出力されて、作業部10を平行制御から水平制御に
切換える。また、作業部10のいずれか一方向の移動時、
上限位置検知手段30が、上限位置即ち制御切換え位置Ｃ
に作業部10が入ったことを検知すると、該上限位置検知
手段30及び傾斜検知手段33からの信号に基づき制御部23
から信号が出力されて、作業部10を水平制御から平行制
御に切換える。

（ヘ） 実施例 以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明す
る。

乗用田植機１は、第５図に示すように、前輪２及び後
輪３により支持されている走行機体５を有しており、該
走行機体５にはその前輪前方部分にエンジン６が搭載さ
れていると共に、前後輪の中間部分即ち機体重心部分に
シート７を位置するように運転席９が配設されている。
更に、走行機体５の後方にはリンク８を介して植付部10
が昇降自在に支持されており、該植付部10には多数のプ
ランタ11…、フロート14及びマット苗を載置し得る長い
苗のせ台12が配設されている。また、植付部10本体に
は、植付部10の水平度を検知する水平センサ13、及びフ
ロート14の動き即ちフロートに作用する土圧を検知する
フロートポテンショメータ15がそれぞれ配設されてお
り、更に苗のせ台12の裏面には水平シリンダ18が設置さ
れている。更に、走行機体５における前部ミッションケ
ース16リンク８に固設されたブラケット17との間には昇
降手段としての油圧シリンダ装置19が配設されており、
その伸縮に基づき植付部10が昇降作動する。また、運転
席９にはそのシート７の一側方に植付部昇降操作レバー
20が配設されていると共に他側方に感度調節ボリューム
21及び植付部自動制御スイッチ22が配置されており、ま
た昇降操作レバー20はその傾動操作により、プランタ11
の駆動を断接するPTOクラッチを適時作動するように構
成されている。

また、第１図に示すように、走行機体５に備えたマイ
クロコンピュータ23（以後マイコンという）には、植付
部10の制御感度を調節する感度調節ボリューム21及び植
付部自動制御スイッチ22からの信号が入力されると共
に、該自動制御スイッチ22のオン作動時には昇降自動ラ
ンプ25を点灯する。更に、マイコン23には、植付部昇降
操作レバー20の傾動角θ_Ｌを検出するレバーポテンショ
メータ26からの検出信号，フロート14の角度θ_Ｆを検出
するフロートポテンショメータ15からの検出信号及びス
ロット検知スイッチ27からの検知信号がそれぞれ入力さ
れる。また、植付部10を昇降作動する昇降用油圧シリン
ダ装置19を操作する昇降用電磁切換えバルブ29には、レ
バーポテンショメータ26及びフロートポテンショメータ
15からの検出信号に基づくマイコン23からの作動信号が
発信され、これにより切換えバルブ29は昇降操作レバー
20の各操作位置Ｕ（上げ位置）,N（固定位置）,D（下げ
位置）,A（自動位置）に対応して油圧シリンダ装置19を
作動するように制御される。

また、植付部10はローリング支点軸31にて天秤状に揺
動し得るように支持されていると共に、揺動手段として
の復動式の揺動用油圧シリンダ装置32により適宜揺動制
御されるように構成されており、該揺動による揺動角θ
_Ｓが傾斜検知手段としての傾斜ポテンショメータ33にて
検出されると、該検出信号がマイコン23に入力される。
また、該マイコン23には水平センサ13からの水平度の検
出信号が入力される。そして、昇降操作レバー20の上げ
位置Ｕに対応して植付部10を上昇する際、該植付部10の
上限位置近傍に設置した植付部上限スイッチ30が植付部
10によりオンされると、該植付部10が制御切換え位置Ｃ
（第３図（ａ）参照）に入ったとする検知信号がマイコ
ン23に入力され、これによりマイコン23は、昇降用電磁
切換えバルブ29に信号を発し、油圧シリンダ装置19の作
動を停止して植付部10の上昇を停止すると共に、傾斜ポ
テンショメータ33からの信号に基づき揺動用電磁切換え
バルブ35に信号を発し、揺動用油圧シリンダ装置32を適
宜作動して、植付部10を水平制御から走行機体５に対し
て平行となる平行制御に切換えるように構成されてい
る。更に、この状態から昇降操作レバー20の下げ位置Ｄ
に対応して植付部10を下降する際、植付部上限スイッチ
30がオフされることになり、該植付部10が制御切換え位
置Ｃから外れたとする検知信号がマイコン23に入力さ
れ、これにより水平センサ13からの水平度検出信号に基
づきマイコン23から電磁切換えバルブ35に信号が発せら
れ、揺動用油圧シリンダ装置32が適宜作動され、植付部
10は平行制御から水平制御に切換えられると共に、昇降
用油圧シリンダ装置19の作動にて、水平状態を維持しな
がら下降される。そして、植付部10は水平制御にて圃場
面に着地するが、この場合、フロート14が軽く接地して
フロートポテンショメータ15にて接地が検知され始めて
からフロート14が完全に着地するまでの間は、昇降用油
圧シリンダ装置19の制御によりゆっくりと下降され、か
つ着地後は該フロートポテンショメータ15からの信号に
より植付部10が昇降自動制御され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、乗用田
植機１を用いて田植作業を行う際、オペレータはエンジ
ン６を始動すると共に運転席９にて植付部自動制御スイ
ッチ22をオンして、植付部昇降操作レバー20を上げ位置
Ｕに操作する。すると、レバーポテンショメータ26によ
り該昇降操作レバー20の傾動角θ_Ｌが検出されてマイコ
ン23に入力され、これにより該マイコン23から昇降用電
磁切換えバルブ29に信号が出力され、昇降用油圧シリン
ダ装置19が作動して植付部10を上昇する。そして、該植
付部10が上限位置まで到達すると、昇降リンク８により
植付部上限スイッチ30がオンされ、該オン作動による信
号入力に基づきマイコン23から昇降用電磁切換えバルブ
29に信号が発せられ、これにより昇降用油圧シリンダ装
置19の作動が停止されて植付部10はその上昇動作を停止
する。これと並行して、上限スイッチ30のオン作動にて
植付部10が制御切換え位置Ｃに入ったことが検知される
ため、マイコン23から揺動用電磁切換えバルブ35に、傾
斜ポテンショメータ33からの検知信号入力に基づく作動
信号が発信され、これにより該切換えバルブ35が油圧シ
リンダ装置32を適宜作動し、第３図（ａ）に示すよう
に、水平状態に維持されていた植付部10を走行機体５と
平行な状態に制御する。この状態において、乗用田植機
１を圃場の田植開始位置まで操向し、昇降操作レバー20
を下げ位置Ｄに操作する。すると、レバーポテンショメ
ータ26による該レバー20の傾動角θ_Ｌの検知に基づき、
マイコン23から昇降用電磁切換えバルブ29に信号が出力
され、これにより油圧シリンダ装置19から圧油がドレー
ンされて植付部10はその上限位置から下降される。この
ため、植付部上限スイッチ30がオフ作動して、植付部10
が制御切換え位置Ｃから外れたことを検知し、該検知信
号をマイコン23に入力する。これにより、水平センサ13
の水平度検知信号に基づく作動信号が揺動用電磁切換え
バルブ35に向けて出力され、揺動用油圧シリンダ装置32
が適宜作動して植付部10を水平状態に切換え、第３図
（ｂ）に示すように、該水平を維持した状態のまま圃場
面に向けて下降する。そして、植付部10が圃場面に近接
してフロート14が接地し始めると、フロートポテンショ
メータ15の検知に基づき油圧シリンダ装置32の作動が緩
められ、植付部10は、第３図（ｃ）に示すように、フロ
ート14を完全に着地するまでの間ゆっくりと下降される
と共に、自動昇降制御がなされる。続いて、昇降操作レ
バー20を自動位置Ａに操作すると、PTOクラッチが接続
されてプランタ11を駆動し、田植機１の走行に伴い該プ
ランタ11は苗のせ台12に載置したマット苗を順次圃場に
植付ける。この際、車輪2,3が圃場の耕盤に沿って走行
するため走行機体５が不規則に揺動するが、植付部10は
水平検知センサ13の検出信号と逐次比較されながら作動
する揺動用油圧シリンダ装置32による水平制御にて、走
行機体５の動作とは別個に圃場面に追従して滑走するた
めに、プランタ11の浮き沈みによる浅植え深植の不具合
を起こすことはない。

そして、田植機１が圃場端に達する等により回行を行
うため植付部昇降操作レバー20を上げ位置Ｕに操作する
と、前述同様に該レバー20の傾斜角θ_Ｌが検出され、該
検出値に対応した信号がマイコン23から昇降用電磁切換
えバルブ29に発せされ、油圧シリンダ装置19を作動し
て、第４図（ａ）に示すように、植付部10を水平に維持
しながら上昇する。そして、該上昇作動により植付部10
が、第４図（ｂ）に示すように、上限スイッチ30をオン
する制御切換え位置Ｃに入ると、今度は傾斜ポテンショ
メータ33による植付部10の傾斜角θ_Ｓ検知の入力に基づ
き、マイコン23から揺動用電磁切換えバルブ35に信号が
出力され、揺動用油圧シリンダ装置32を適宜作動して、
第４図（ｃ）に示すように、植付部10を水平制御から平
行制御に切換え維持する。

なお、本実施例では、植付部10の平行制御と水平制御
との切換えをその上昇時及び下降時に行うように構成し
ていたが、これら平行及び水平制御の切換えは、植付部
10の昇降制御におけるいずれか一方向の移動時に行うよ
うに構成して、他方向への移動時には異なる内容の制御
を行っても良いことは勿論である。また、本発明の適用
は乗用田植機１に限定されるものではなく、オペレータ
が機体に乗り込むことなく植付け等の作業を行い得るよ
うに構成した植付ロボットや、種籾をそのまま圃場に播
いて作業する湛水直播機等に適用しても良い。

また、本実施例では、植付部10の平行制御と水平制御
を切換える制御切換え位置Ｃの検知に植付部上限スイッ
チ30を用いていたが、該制御切換え位置Ｃの検知手段に
は、植付部10の昇降角を予め設定しておくボリューム
等、他のいかなる手段を用いても良いことは勿論であ
る。

（ト） 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、作業部10の
昇降制御による少なくともいずれか一方向の移動時、上
限位置検知手段30の検知に基づく制御部23からの信号に
より、作業部上限位置では平行制御を、またそれ以下の
範囲では水平制御を行うように構成したので、簡単な操
作で自動的に作業部10の制御切換えができるものであり
ながら、作業部10をその上限位置では走行機体５に平行
に維持して、該作業部10を最も安定の良い状態にして走
行，回行することができ、畦の乗り越え等も機体バラン
スを崩すことなく安定して行うことができる。更に、上
限位置から外れた部分では作業部10を水平制御するた
め、該作業部10を圃場面に着地して作業する際、圃場の
状態によって揺動する走行機体５とは別個に作業部10を
圃場面に追従して制御することができ、これにより水田
作業車１例えば乗用田植機により田植え作業する際に
は、植付部が傾くことにより生じる浅植え、深植え等の
不具合を確実に防止して、効率の良い植付け作業をする
ことができる。

また、作業部10が、上限位置から下降し始めると同時
に平行制御から水平制御に切換えられてなると、作業部
10を、圃場面までの長いストロークにおいて完全に水平
状態にしてから着地することができ、これにより着地と
同時に植付け作業を開始することができると共に、不完
全な水平状態にて着地する際に生じる作業部10の跳ね上
がり等を確実に防止することができる。

更に、作業部10が、水平状態のまま上昇されそして上
限位置に達した際、平行制御に切換えられてなると、圃
場での作業中、わずかに上昇するだけで作業部10を圃場
面から確実に離間することができ、回行時におけるオペ
レータの操作をより簡略なものにして、作業能率を向上
することができると共に、苗補給や条止め，作業部10の
修理・点検時においても走行機体５の傾斜状態にかかわ
らず適宜の高さで簡単に該作業部10を水平状態に維持す
ることができ、作業部10を機体バランスが良く作業しや
すい状態で停止して、作業性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御装置のシステム構成図、第２
図はその作動を示すフローチャート、第３図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は植付部を平行制御から水平制御に切換
える際の各動作を示す図、第４図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は植付部を水平制御から平行制御に切換える際の
各動作を示す図である。そして、第５図は本発明を適用
し得る乗用田植機を示す全体側面図である。 １……水田作業車（乗用田植機）、５……走行機体、８
……昇降リンク、10……作業部（植付部）、13……水平
検知手段（水平センサ）、19……昇降用油圧シリンダ装
置、23……制御部（マイクロコンピュータ）、30……上
限位置検知手段（植付部上限スイッチ）、31……ローリ
ング支点軸、32……揺動用油圧シリンダ、33……傾斜検
知手段（傾斜ポテンショメータ）、Ｃ……制御切換え位
置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三代 満 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番 地１ 三菱農機株式会社内 (72)発明者 三島 友孝 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番 地１ 三菱農機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−137808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−102713（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−43917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−51910（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行機体に作業部を昇降自在かつ揺動自在
   に支持し、該作業部を、昇降手段にて昇降制御すると共
   に、揺動手段にて、水平を維持する水平制御及び前記走
   行機体と平行に維持する平行制御を行い得るように構成
   した水田作業車であって、 前記作業部の傾斜を検知する傾斜検知手段と、 前記作業部が上限位置近傍にあることを検知する上限位
   置検知手段と、を備え、 更に前記作業部の水平制御と平行制御とを切換える制御
   位置を、前記上限位置検知手段が検知する位置に設定
   し、 前記作業部の昇降制御による少なくともいずれか一方向
   の移動時、前記上限位置検知手段の検知に基づく制御部
   からの信号により、前記制御位置では平行制御を、また
   それ以下の範囲では水平制御を行うように構成した、 ことを特徴とする水田作業車における制御装置。
2. 【請求項２】前記作業部が、上限位置から下降し始める
   と同時に平行制御から水平制御に切換えられてなる、 特許請求の範囲第１項記載の水田作業車における制御装
   置。
3. 【請求項３】前記作業部が、水平制御のまま上昇されそ
   して上限位置に達した際、平行制御に切換えられてな
   る、 特許請求の範囲第１項記載の水田作業車における制御装
   置。