JP2601688B2 - 移動農機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、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、詳しくは車輪にて支持されている機体の操向を制御
する移動農機の制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、移動農機例えば田植機によって圃場に植付け
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
換時、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
要トルスが大きくなって操作性が悪くなってしまうと共
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に、少なくとも機体前後に位置し
得、かつ昇格駆動し得るスティックを備えてなる移動農
機であって、まず前後いずれか一方に位置するスティッ
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し、次い
で他方に位置する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。

そして、該移動農機はスティックの先端に設けたビー
ムセンサにより稲稈列を検知し、これにより枕地の位置
を検出するように構成されている。

（ハ）発明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、スティック先端に方向センサを設け、該スティ
ックを機体前方に回動固定することにより機体前方に位
置された方向センサの稲稈検知に基づき、機体を稲稈列
に追従して操向することも考えれるが、これによると、
機体の枕地到達により前記機体前方の方向センサが稲稈
列から外れた場合には、該方向センサからの適正なデー
タが得られなくなってしまい、この結果、稲稈列内に残
された機体はその後の操向制御が適切に行われなくなっ
てしまう。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述課題を解消することを目的とするもの
であって、例えば第１図及び第２図を参照して示すと、
車輪（2a），（2b），（3a），（3b）にて支持される機
体（５）を有してなる移動農機（１）であって、前記機
体（５）の進行方向前方に位置する前部方向検知手段
（40）と、前記機体（５）の進行方向後方に位置する後
方方向検知手段（24）と、枕地を検知する枕地検知手段
（33）と、該枕地検知手段（33）が枕地を検知するまで
の間は前記機体（５）を前記前部方向検知手段（40）の
稲稈検知に基づいて操向制御すると共に、前記枕地検知
手段（33）が枕地を検知した場合には、前記後部方向検
知手段（24）の稲稈検知に基づき前記機体（５）を操向
制御する制御切換え手段（43）とを備えたことを特徴と
するものである。

（ホ）作用 上述構成に基づき、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）は圃場に植付けた稲稈の
条間を作業しながら走行する。この際、移動農機（１）
は前部方向検知手段（40）による稲稈列検知のデータに
基づいて制御されて該稲稈列に追従して走行するが、枕
地検知手段（33）が枕地を検知すると、移動農機（１）
は制御切換え手段（43）により、前部方向検知手段（4
0）の検知データに基づく操向制御から後部方向検知手
段（24）の検知データに基づく操向制御に切換えられ
る。従って、機体後方に設置した該後部方向検知手段
（24）が、稲稈列を検知し得ない前部方向検知手段（4
0）に代わって稲稈列の検知を行うため、移動農機
（１）は引続き適正に操向制御される。

なお、カッコ内に付す符号は、何等構成を限定するも
のではない。

（ヘ）実施例 以下、図面に沿って、本発明による実施例について説
明する。

管理機１は、第２図（ａ），（ｂ）及び第３図
（ａ），（ｂ）に示すように、車輪2a,2b及び車輪3a,3b
にて支持されている矩形状に配置した機体フレーム５を
有しており、かつ該機体フレーム５の中央部に設置した
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。更に、該フレーム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ており、かつこれら
リンク9,10の先端はスティック11の一端にそれぞれ隣接
して取付けられており、更にリンク９の回動基部近傍に
設けたブラケット12には、旋回フレーム７に設置した油
圧シリンダ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
圧シリンダ17がブラケット19を介して平行リンク15に連
結されている。一方、旋回フレーム７の中央部には該フ
レーム７を挟むように施肥タンク20,20が設置されてお
り、かつ該施肥タンク20,20はホース21を介して施肥部1
6に肥料を送っており、更に該肥料は施肥部16下方の施
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、トランスミッション25、ソ
レノイドバルブ26、油圧ポンプ27、制御部29及びバッテ
リ30がそれぞれ配置されている。

一方、前記エンジン23の回転はトランスミッション25
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31,31を介して車輪2a,2b、車輪
3a,3bに伝達される。そして、これら車輪2a,2b,3a,3bは
それぞれの回動をステアリング角検出センサにて検出す
ることにより、任意の回動角で停止し得るように構成さ
れている。また、機体フレーム５の後方にはゲージホイ
ール36が設置されており、該ケージホイール36は管理機
１の走行時に圃場面上に転接し、これに基づき車速を検
出するように構成されている。

一方、矩形状の機体フレーム５の４隅には、車輪2a,2
b,3a,3bのステアリング角をそれぞれ検出するホイール
操作角センサ34a,34b,34c,34dが配設されており、更に
機体フレーム５におけるこれらセンサ34a,34b,34c,34d
の近傍には、チェーン等の連動手段を介して車輪2a,2b,
3a,3bをそれぞれ回動するホイール駆動モータ38a,38b,3
8c,38dが配設されている。

また、前記スティック11の中間部にはアーム部材32a,
32bが回動調整可能に軸支され、かつこれらアーム部材3
2a,32bの先端には、ビームセンサ33を構成する発光素子
33aと受光素子33bが配設されており、管理機１が稲稈の
条に沿って走行する際には、第２図（ａ）に示すよう
に、発光素子33aと受光素子33bとの間に例えば２条の稲
稈が常に介在するようになり、これらの稲稈によって発
光素子33aから発せられた光が遮られて受光素子33bに到
達しないように構成されている。

更に、ビームセンサ33の発光素子33a及び受光素子33b
のそれぞれに隣接するように、方向センサ40を構成する
左右センサ本体37a,37bが配設されており、該左右セン
サ本体37a,37bはそれぞれスイッチA,B及びセンサアーム
39a,39bを有している。また、管理機１の後方には、後
部方向センサ24が設置されており、かつ該後部方向セン
サ24にはセンサアーム24aが回動自在に設置されてい
る。また、第３図（ａ）に示すように、トランスミッシ
ョン25の出力軸に、或は車輪2a,2b,3a,3bの車軸に関連
して回転センサ35が配設されている。

また、前記制御部29に内蔵したマイコン41には、第１
図に示すように、ホイール操作角センサ34a,34b,34c,34
d、方向センサ40を構成する左右センサ本体37a,37b、及
び後部方向センサ24が連結されており、またホイール駆
動モータ38a,38b,38c,38d及びビームセンサ33が連結さ
れている。更に、マイコン41には、制御切換え手段43が
設けられており、該制御切換え手段43は、ビームセンサ
33が稲稈間隔の違い等に基づき枕地を検知するまでの間
は、前部方向センサ40の稲稈検知データに基づき例えば
ホイール駆動モータ38a,38bに制御信号を出力して車輪2
a,2bを操向して管理機１を稲稈列に追従して操向させる
と共に、ビームセンサ33により枕地を検知した時点で操
向制御のデータを後部方向センサ24側に切換え、これに
基づき例えばホイール駆動モータ38a,38bを制御して車
輪2a,2bを操向させる。

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、管理
機１は稲稈の条に対して第２図（ａ）のように配置さ
れ、かつ圃場に対して管理機１の機体中心即ち旋回支軸
６の位置が一方の枕地に近接する第５図のＡ点に配置さ
れた状態で、まず油圧シリンダ13の伸長作動により施肥
部16を下降し、エンジン23の回転を車輪2a,2b,3a,3bに
伝達し、施肥部16の４本の施肥ノズル22から８条分の稲
稈の条間に施肥作業を行いながら走行を開始する。この
際、管理機１は、例えば第２図に示すような車輪配置状
態では、制御切換え手段43に基づき、ホイール駆動モー
タ38c,38dを制御して車輪3a,3bを直進状態に保持してお
くと共に（S1）、ホイール駆動モータ38a,38bを制御し
て車輪2a,2bを操向し、管理機１が圃場の稲稈列に追従
して第５図Ｂ点に向けて直進走行するようにしている
（S2）（行程No.）。そして、管理機１の機体中心が
Ｂ点にさしかかると、稲稈間隔の変化等によりビームセ
ンサ33にて枕地が検知される。すると、該検出信号に基
づき、制御切換え手段43にて管理機１の操向制御のため
のデータが、前部方向センサ40側から後部方向センサ24
側に切換えられる。これにより、該後部方向センサ24に
よる稲稈検知に基づきホイール駆動モータ38a,38bが制
御されて車輪2a,2bが操向制御され（S3）、従って管理
機１は前部方向センサ40にて稲稈の条が検知されない間
も、その機体を稲稈条に追従して操向制御される。そし
て、走行距離計測により、該計測値が設定値に等しくな
った時点で、即ち管理機１の機体中心がＣ点に到達した
時点で管理機１の走行が停止されると共に施肥部16が上
昇され、次いでスティック11を用いて車輪2a,2b,3a,3b
が反時計方向に90度回動され、管理機１の走行方向が今
までの走行方向と直行する方向に転換される（行程No.
）。更に、前記のように方向転換された後、管理機１
は再び距離計測を開始すると共に、施肥部16を下降し、
他方の枕地に沿っってＤ点に向け再び走行を開始し、距
離計測値が等しくなった時点、即ち、管理機１の機体中
心がＤ点に到達した時点で走行が停止される。そして、
該位置にて施肥部16が上昇され、次いでスティック11を
用いて前述同様に車輪2a,2b,3a,3bが反時計方向に更に9
0度回動され、従って管理機１の走行方向が当初の走行
方向と対向する方向に転換される（行程No.）。次い
で、管理機１は、距離カウンタをリセットして距離を計
測しながら施肥部16を上昇したままの状態でＥ点に向け
て走行を開始し、計測値が設定値に等しくなった時点、
即ち管理機１の機体中心がＥ点に到達し、機体後方の施
肥部16が他方の枕地から離脱した時点で施肥部16が下降
される（行程No.）。そして、今度はビームセンサ33
により稲稈の条列が検知されており、制御切換え手段43
にて管理機１の操向制御が前部方向センサ40側に切換え
られているため、該前部方向センサ40の信号に基づき車
輪2a,2bが操向されて、管理機１は以降施肥作業を行い
ながら一方の枕地に近接するＦ点に向けて直進走行する
（行程No.′）。そして、管理機１の機体中心がＦ点
にさしかかった時点で、ビームセンサ33により前述同様
に今度は一方の枕地が検知され、上述した行程No.と
同様の制御が行われ、Ｇ点において車輪2a,2b,3a,3bが
今度は時計方向に90度回動され、管理機１の走行方向が
それもでの走行方向と直交する方向に転換される（行程
No.′）。その後、上述した行程No.と同様の制御が
行われ、Ｈ点において車輪2a,2b,3a,3bが時計方向に更
に90度回動され、管理機１の走行方向が当初の走行方向
と同方向に転換される。更に、その後、管理機１は上述
した行程No.と同様の制御がなされ（行程No.′）、
作業開始当初のＡ点と同様な位置Ｉ点から再び行程No.
と同じ制御に移行する。こうして、一方の枕地、圃場
そして他方の枕地において、上述した行程No.→→
→→′→′→′→′による行程サイクルを
繰り返して管理機１がジグザグ状に走行することによ
り、施肥作業が圃場及び枕地の略々全面に亘って完全に
無人状態で自動的に遂行される。

なお、本実施例では、機体後方に後部方向センサ24を
１個だけ設け、センサアーム24を機体の一方側にのみ突
出して稲稈を検知するように構成していたが、該後部方
向センサ24を機体の他方側にも設け、機体後部両側に突
出したセンサアームにて稲稈を検知するように構成して
も良く、更に、枕地に達した際に、車輪2a,2b,30a,3bを
固定して、前部方向センサ40や後部方向センサ24の稲稈
検知によらずに管理機１を真直に走行するように構成し
ても良い。また、ビームセンサ33にて枕地が検知される
までは前部方向センサ40の検知のみに基づいて操向制御
するように構成していたが、これに限らず、枕地が検知
されるまでは前部方向センサ40及び後部方向センサ24の
検知に基づき操向制御すると共に、枕地の検知後には後
部方向センサ24のみの検知に切換えるように構成しても
良い。

（ト）発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、枕地検知手段
（33）が枕地を検知するまでの間は、機体（５）を前部
方向検知手段（40）の検知に基づき操向制御すると共
に、枕地検知手段（33）が枕地を検知した場合は、機体
（５）を後部方向検知手段（24）の検知に基づき操向制
御するようにしたので、機体（５）の枕地到達により前
部方向検知手段（40）が稲稈列から外れて該方向検知手
段（40）からの適正なデータが得られなくなった場合で
も、後部方向検知手段（24）の検知データに基づいて移
動農機（１）を的確に操向制御することができ、操向性
能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気回路を示す図、第２図は本発
明を適用した管理機の（ａ）田面（ｂ）枕地における平
面図、第３図はその（ａ）田面（ｂ）枕地における側面
図、第４図は本実施例の作動を示すフローチャートであ
る。そして、第５図は管理機の走行経路を示す図であ
る。 １……移動農機（管理機）、 2a,2b,3a,3b……車輪、 ５……機体（機体フレーム）、 24……後部方向検知手段（後部方向センサ）、 40……前部方向検知手段（前部方向センサ）、 43……制御切換え手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車輪にて支持される機体を有してなる移動
   農機であって、 前記機体の進行方向前方に位置する前部方向検知手段
   と、 前記機体の進行方向後方に位置する後部方向検知手段
   と、 枕地を検知する枕地検知手段と、 該枕地検知手段が枕地を検知するまでの間は前記機体を
   前記前部方向検知手段の稲稈検知に基づいて操向制御す
   ると共に、前記枕地検知手段が枕地を検知した場合に
   は、前記後部方向検知手段の稲稈検知に基づき前記機体
   を操向制御する制御切換え手段と、を備えたことを特徴
   とする、 移動農機の制御装置。