JP2579762B2 - 移動農機における方向自動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トラクタ、移植機、収穫機等の各種移動農
機において、傾斜地等を円滑に走行できて作業を適切に
行うことができるようにするための方向自動制御装置に
係るものである。

従来の技術 従来、例えば、圃場の畝を跨いで移動しながら苗を移
植する移植機において、オペレータが操向操作を行わな
くても移植機を畝に沿って自動的に走行させることがで
き、苗の供給等の作業を円滑に行うことができるように
するため、畝に倣って移植機の進行方向を検出する左右
一対の方向センサを設け、この左右一対の方向センサの
動作角から移植機の進行方向を自動的に制御するように
したものは、既に種々知られている。

発明が解決しようとする問題点 ところで、上記のような移植機で苗の移植を行う圃場
が傾斜地である場合には、移植機がその傾斜にしたがっ
て低い方向に偏って進みがちである。このため、上記の
ように移植機の進行方向を畝に沿った方向に自動的に制
御する移植機においては、移植機の進行方向への偏り、
すなわち傾斜地の低位側への移植機の寄りつきを修正す
ための操向を頻繁に繰り返すので、移植機がハンチング
を起こして、畝に沿って移植機の進行が円滑に行われな
いことがあり、畝面を覆っているマルチフィルムを傷つ
けたり、また、移植機が蛇行現象を起こすことがある。

すなわち、移植機の進行中に方向センサが一方向への
偏りを検出し、自動操向装置がその偏りを小さくする方
向へ操向した際の動作時間の遅れや、その方向への操向
の行き過ぎに対する戻し操向の繰返し動作が原因で、移
植機が左右に振れる現象を呈し、かつ蛇行現象を起すの
である。

本発明は、かかる従来のものにおける問題点に鑑み、
例えば、圃場の畝を跨いで移動しながら苗を移植する移
植機の場合においては、苗の移植を行う圃場が傾斜地で
あっても、移植機を畝に沿って自動的に、しかも的確に
進行させることができ、したがって苗の供給等の作業を
円滑に行うことができるうえ、特に、自動操向時のハン
チングおよび移植機の蛇行現象を未然に防止できるよう
にする等、各種移動農機が傾斜地等を円滑に走行でき、
適切な作業を行うことができるようにするための移動農
機における方向自動制御装置を提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、その目的を達成するための技術的手段を次
のように構成した。すなわち、 既目標物に沿って移動しながら作業部を駆動する移動
農機において、既目標物に対する移動農機の進行方向角
を検出する左右一対の方向センサと、この左右一対の方
向センサの動作角を比較してその差を小さくする方向に
移動農機の進行方向を制御する自動操向装置と、同方向
の操向を連続して一定回数繰り返した際に、所要の操向
角度を、上記各センサの動作角が等角に収斂するまで一
定に保持した後、操向を停止する操向規制装置を設けた
ことを特徴とする移動農機における方向自動制御装置。

としたものである。

作用 例えば、圃場の畝を跨いで移動しながら苗を移植する
移植機の場合において、移植機が畝を跨いで移動する
と、畝に対する移植機の進行方向角が左右一対の方向セ
ンサにより検出される。そして、左右一対の方向センサ
の動作角の差から、移植機の進行方向の畝に対する偏り
を修正する方向に自動操向装置が制御されるが、同方向
の操向を連続して一定回数繰り返えした際には各センサ
の動作角が等角に収斂するまでの間、操向角度を一定に
保持し、その後移植機の操向が停止されるため、圃場が
傾斜地であって移植機がその低い方向に偏って進みがち
でも、自動操向が頻繁に繰り返されることがなく、進行
中の移植機が左右に振れるハンチングを起こしたり、蛇
行することがない。しかも、その際には、移植機の進行
方向の偏りを修正するため一定回数の操向がなされるの
で、移植機は畝に沿って円滑に進行し、畝に対して苗の
植付けが的確に行われる。

移植機のほか、トラクタ、収穫機等の各種移動農機に
おいても、上記移植機の場合と同様に、傾斜地等を走行
中にハンチングを起こしたり蛇行することがなく、さら
に傾斜方向にも偏らず円滑に走行するので、それぞれの
作業が適切に行われる。

実施例 本発明の実施例を図面について説明する。

第１図および第２図には移動農機の例として移植機が
例示されており、１はその移動機体であって、２は前
輪、３は後輪である。前輪２は移植機の進行方向を調整
する操向機能を有し、その機能部に方向制御モータ４が
設けられており、かつ前輪２の操向角を検出する操向角
検出器５が設けられている。６は制御装置であって、こ
の制御装置６は、上記方向制御モータ４を制御して移動
機体１の進行方向を制御する自動操向装置と、操向角検
出器５と連動して同方向の操向を連続して一定回数繰り
返した際に、所要の操向角度を、上記各センサの動作角
が等角に収斂するまで一定に保持した後、操向を停止す
る操向規制装置を有するものである。７はエンジン、８
は苗の植付部、９は運転者座席である。移動機体１の前
部には左右一対の方向センサ10,10′が設けられてお
り、移動機体１の後部にも左右一対の方向センサ11,1
1′が設けられている。この前部の左右一対の方向セン
サ10,10′は、移動機体１の前部に回動自在に枢支され
た支持軸12の両端にそれぞれ装着されており、また後部
の左右一対の方向センサ11,11′は、移動機体１の後部
に回動自在に枢支された支持軸13の両端にそれぞれ装着
されている。

第３図には上記前部の左右一対の方向センサ10,10′
の詳細が示されている。この図に示すように、左右一対
の方向センサ10,10′の一方の方向センサ10は移植機の
左側に、他方の方向センサ10′は右側に位置しており、
上記各方向センサ10,10′はそれぞれセンサアーム14,1
4′を有している。このセンサアーム14,14′は先端部が
畝に倣って角度が変わるようになっており、各方向セン
サ10,10′には、センサアーム14,14′を挟んで一対のス
イッチA,B（図示せず）を備えている。そして、センサ
アーム14,14′の角度の変化が零から最も小さい範囲
でスイッチＡがON,スイッチＢがOFFとなり、角度の変化
が中位の範囲でスイッチA,Bが共にOFFとなり、角度の
変化が最も大きい範囲でスイッチＡがOFF,スイッチＢ
がONとなるように構成されている。後部の左右一対の方
向センサ11,11′も前部の左右一対の方向センサ10,10′
と同構成であり、かつ同様に作用するものであるから、
その説明は省略する。

上記前部の左右一対の方向センサ10,10′および後部
の左右一対の方向センサ11,11′ならびに操向角検出器
５は、第４図に示すように、制御装置６の制御部15の入
力側に、方向制御モータ４はその出力側にそれぞれ接続
されている。制御部15は、方向制御モータ４を制御し、
移動機体１が前進時には前部の左右一対の方向センサ1
0,10′による左右の動作角を比較しその差を小さくする
方向に移植機１の進行方向を調整する動作をし、かつ、
後進時には後部の左右一対の方向センサ11,11′による
左右の動作角を比較しその差を小さくする方向に移植機
の後方への進行方向を調整する制御動作をするものであ
る。また、制御部15は、前進時において連続して同方向
の操向が一定回数（本実施例では３回）繰り返された際
に、次に左右一対の方向センサ10,10′の動作角が等し
くなるまでの間操向を停止する操向規制機能を備えてい
る。また、左右方向の操向回数を計数するため、左右の
カウンタL,Rを有しており、さらに、操向角が目標値に
達した際に一定時間操向動作を停止してハンチングを防
止するOFFタイマを有している。

叙上のように構成されたものにおいて、移動機体１が
前進する場合の方向自動制御態様は、第５図のフローチ
ャートに示されている。

すなわち、方向自動制御の動作が開始されると、左右
一対の方向センサ10,10′の動作角度が等しい（FL角度
＝FR角度）か、つまり、左側の方向センサ10（FLと表示
する）および右側の方向センサ10′（FRと表示する）が
ともにの範囲にあるか判断され、それがYESであれば
カウンタL,Rをクリヤし、さらに操向角検出器５の操向
角が右寄りか、左寄りかそれぞれに判断されて、ともに
NOのときは操向の繰り返しをキャンセルして操向が停止
される。その操向角が右寄りのときは左へ操向され、操
向角が左寄りのときは右に操向されて直進操向状態とす
る。一方、FL角度＝FR角度の判断においてNOのときは、
上記繰り返しがキャンセルされていないことを条件とし
て、OFFタイマ終了か判断され、YESのときは操向角が右
寄りか左寄りかの判断のもと左右の操向が行われるが、
OFFタイマに設定された時間中は操向が停止される。ま
た、繰り返しがキャンセルされている状態では、FL角度
＞FR角度か、つまり左側の方向センサ10が，右側の方
向センサ10′がの範囲であるかの判断がなされ、それ
がNOのときは右へ操向され、かつYESのときは左へ操向
される。そして、それぞれの方向の操向角が目標値に達
したか判断され、それぞれ目標値に達したときは、カウ
ンタR,Lをインクリメントし、かつ同方向に連続して３
回操向されたか判断され、YESのときはカウンタL,Rをデ
クリメントし、かつ繰り返しをキャンセルして操向が停
止される。操向角が目標値に達していないときは方向自
動制御が繰り返され、操向目標値に至って上記のように
操向が停止される。第６図にはこの動作のタイミングチ
ャートが示されている。

このように、左右方向の操向角度が目標値に達したこ
とが判断され、かつ、そのための操向が一定回数、つま
り３回繰り返されると、次にFL角度＝FR角度であると判
断されるまでの間は一定の操向角度を保持したまま、操
向が停止されるので、苗の移植を行う圃場が傾斜地であ
って移植機１がその傾斜により低い方向に偏って進みが
ちである状態においても、頻繁な操向動作に伴う機体の
挙動変化を抑制してハンチングおよび移植機の蛇行現象
を防止して適切に進行させることができる。

第７図および第８図には以上説明したものの他例が示
されている。

この実施例では、操向のための前記方向制御モータ４
を、左右方向の操向時に一定周期で間欠動作させるため
の周期タイマ、およびそれに制御されるONタイマを備え
ており、左右方向に操向する際に方向制御モータ４を一
定周期で間欠動作させ、操向角が目標値に達するまでの
時間を長くして、操向時に移植機の方向が急激に変化し
ないようにしている。そして、このことにより、畝に対
する苗の植付け位置にずれを生じることがなく、マルチ
フィルムの切込みに苗を確実に植付けることができる。

第７図のフローチャートにおいて、左への操向または
右への操向時には周期タイマ終了か判断され、YESのと
きは周期タイマおよびONタイマがセットされる。そし
て、ONタイマ終了か判断されてYESのときは操向が停止
される。この際に周期タイマ終了がNOのときは、NOタイ
マ終了かの判断のみがなされ、ONタイマが終了していな
いときは、方向自動制御動作が繰り返される。第８図に
はこの動作のタイミングチャートが示されている。

発明の効果 本発明は、既目標物に沿って移動しながら作業部を駆
動する移動農機において、既目標物に対する移動農機の
進行方向角を検出する左右一対の方向センサと、この左
右一対の方向センサの動作角を比較してその差を小さく
する方向に移動農機の進行方向と制御する自動操向装置
と、同方向の操向を連続して一定回数繰り返した際に、
所要の操向角度を、上記各センサの動作角が等角に収斂
するまで一定に保持した後、操向を停止する操向規制装
置を設けたから、例えば圃場の畝を跨いで移動しながら
苗を移植する移植機においては、苗の移植を行う圃場が
平坦地である場合には、方向センサによる連続した進行
方向角の検出で、移植機を畝に沿って自動的に、しかも
的確に進行させることができ、したがって苗の供給等の
作業を円滑に行うことができるうえ、特に、傾斜地にお
いて、機体の進行方向が低位側へ連続して偏るような場
合には、方向センサの方向角検出に拘わらず、一定の操
向角度を保持した操向制御に切り換えた後に操向を停止
して、頻繁な操向動作に伴う機体の挙動変化を可及的に
抑制することができ、もって傾斜地における自動操向時
のハンチングおよび移植機の蛇行現象を未然に防止し
て、苗の植付を整然と行うことができる。

トラクタ、収穫機等の各種移動農機の場合も、上記移
植機と同様に、傾斜地等において既目標物に沿って円滑
に走行させることができ、それぞれの作業を適切に行う
ことができる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る移動農機における方向自動制御装置
の実施例を示すものであって、第１図は移動農機の例と
して移植機を示した全体の側面図、第２図は同上平面
図、第３図は前部の左右一対の方向センサの平面図、第
４図は操向自動制御装置の要部回路図、第５図は要部の
動作態様を示すフローチャート、第６図は同上タイミン
グチャート、第７図は他の実施例のフローチャート、第
８図は同上タイミングチャートである。 １……移植機の移動機体、２……前輪、３……後輪、４
……方向制御モータ、６……制御装置、８……苗の植付
部、10,10′……前部の左右一対の方向センサ、11,11′
……後部の左右一対の方向センサ、14,14′……センサ
アーム、15……制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既目標物に沿って移動しながら作業部を駆
   動する移動農機において、既目標物に対する移動農機の
   進行方向角を検出する左右一対の方向センサと、この左
   右一対の方向センサの動作角を比較してその差を小さく
   する方向に移動農機の進行方向を制御する自動操向装置
   と、同方向の操向制御を連続して一定回数繰り返した際
   に、所要の操向角度を、上記各センサの動作角が等角に
   収斂するまで一定に保持した後、操向を停止する操向規
   制装置を設けたことを特徴とする移動農機における方向
   自動制御装置。