JP2722112B2 - 田植機の植付制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は植付田面の水深状態を例えばフロート式水位
センサの上下昇降量により、また植付田面の表面硬度を
例えば接地回転輪式硬度センサの沈下量によりそれぞれ
検出し、これら検出値に基づき苗植付深さや植付感度を
調節するようにした田植機の植付制御装置に関する。

「従来の技術」 この種水位センサや硬度センサの取付けにあっては、
設置スペースの問題もあってフロートの左右側方に設け
るようにしたものがある。

「発明が解決しようとする問題点」 しかし乍らこのようにフロートの左右側方にこれら各
センサを設けるものにあっては、圃場表面上に土塊や藁
切れ及び雑草などの夾雑物がある場合、或いは車輪など
による土の盛り上りがある場合、これらの影響を受けて
検出が安定しないばかりでなく、夾雑物がセンサに引掛
った場合などにはセンサを破損させるなどの欠点があっ
た。

「問題点を解決するための手段」 したがって本発明は、圃場の水深を検出する水位セン
サと、哺場の表面硬度を検出する硬度センサとを植付部
の田面均平面フロート後方の均平幅内に配備させたもの
である。

またこれら各センサを取付けるセンサ台を田面均平用
フロートの後部支点軸に水平維持機構を介して支持させ
たものである。

「作用」 而して本発明によれば、例え圃場表面上に土塊や車輪
などによる土の盛り上りがあってもフロートで整地した
後の均平面を各センサで検出するので、常に安定した検
出が可能となるばかりでなく、藁切れや雑草などの夾雑
物はフロートの左右側方を流れるか、フロートの接地圧
で土中へ潜り混む状態となってセンサへの引掛りなどが
防止できてその安全保護が図れる。また各センサの取付
台を田面均平用フロートの後部支点軸に水平維持機構を
介して支持させて、この取付台を圃場表面から常に一定
高さで且つ水平状態に保持させることにより各センサで
の検出精度向上が図れる。

「実施例」 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。第
１図はフロート部の平面説明図、第２図は乗用田植機の
側面図、第３図は同平面図を示し、図中（１）は作業者
が搭乗する走行車であり、エンジン（２）を搭載する車
体フレーム（３）後端をミッションケース（４）に連設
させ、前記ミッションケース（４）の前方両側にフロン
トアクスルケース（５）を介して水田走行用前輪（６）
を支持させると共に、前記ミッションケース（４）の後
方両側にリヤアクスルケース（７）を介し水田走行用後
輪（８）を支持させる。そして前記エンジン（２）を覆
うボンネット（９）両側外方に予備苗載台（10）を適宜
取付けると共に、ステップ（11）を形成する車体カバー
（12）によって前記アクスルケース（５）（７）等を覆
い、前記車体カバー（12）上部に運転席（３）を取付
け、その運転席（13）の前方で前記ボンネット（９）後
部に操向ハンドル（14）を設ける。

さらに、図中（15）は多条植え用の苗載台（16）並び
に複数の植付爪（17）…などを具有する植付部であり、
前高後低の後傾式の苗載台（16）を案内レール（18）及
びガイドレール（19）を介して植付ケース（20）に左右
往復摺動自在に支持させると共に、一方向に等速回転さ
せるロータリケース（21）を前記植付ケース（20）に支
持させ、該ケース（21）の回転軸芯を中心に対称位置に
一対の爪ケース（22）（22）を配設し、その爪ケース
（22）先端に植付爪（17）（17）を取付ける。また前記
植付ケース（20）の前側に回転支点軸（23）を介して支
持フレーム（24）を設け、トップリンク（25）及びロワ
ーリンク（26）を含む三点リンク機構（27）を介して走
行車（１）後側に支持フレーム（24）を連結させ、前記
リンク機構（27）を介して植付部（15）を昇降させる昇
降シリンダ（28）を備え、前記前後輪（６）（８）を走
行駆動して略定速で移動すると同時に、左右に往復摺動
させる苗載台（16）からロータリケース（21）の１回転
で２本の植付爪（17）（17）により２株の苗を取出し、
連続的に苗植え作業を行うように構成する。

また、図中（29）は走行変速レバー、（30）は植付レ
バー、（31）は植付け感度調節レバー、（32）は走行ク
ラッチペダル、（33）（33）は左右ブレーキペダルであ
る。

第１図及び第４図にも示す如く、前記植付部（15）の
下方中央にフロートセンサであるセンタフロート（34）
を、またこの左右両側にサイドフロート（35）（35）を
配設するもので、左右サイドフロート（35）（35）の後
部を植付深さ調節リンク（36）を介して植付ケース（2
0）下側の植付深さ調節支点軸（37）に支持すると共
に、前部を緩衝リンク（38）を介して植付ケース（20）
下側に支持している。また前記センタフロート（34）は
後部を植付深さ調節リンク（36）で支持すると共に、前
部の左右両側をセンサリンク（39）及び左側リンク（4
0）の二つで支持したもので、前記センタフロートート
（34）の前部を上下に揺動自在にに支持するピッチング
支点軸（41）をフロート（34）後部上面のブラケット
（42）に設けている。そして前記植付ケース（20）に植
付深さ調節支点軸（37）を回転自在に軸支し、前記調節
支点軸（37）に基端を固設した前記植付深さ調節リンク
（36）先端を前記ピッチング支点軸（41）に連結する一
方、前記植付ケース（20）の支軸（43）に出力リンク
（44）中間を回転自在に軸支し、その出力リンク（44）
後端に結合ピン（45）を介して検出アーム（46）先端を
連結し、またその検出アーム（46）基端を前記調節支点
軸（37）に固定すると共に、前記出力リンク（44）先端
にピン（47）を介してインナワイヤであるセンサワイヤ
（48）を連結する。また前記ピッチング支点軸（41）を
中心とするセンタフロート（34）前側部の上下揺動によ
るフロート（34）支持角度変化を検出するアウタ受アー
ムである前記センサリンク（39）をブラケット（49）及
びピン（50）を介してフロート（34）前部上面に支持さ
せ、前記センサワイヤ（インナワイヤ）（48）を内挿さ
せるアウタワイヤ（51）一端を前記センサリンク（39）
に固定させる。

さらに、前記油圧シリンダ（28）に油圧ポンプからの
油圧を供給する油圧切換弁（52）を備え、該切換弁（5
2）のスプール（53）に中間を当接させる切換カム（5
4）の一端に前記センサワイヤ（インナワイヤ）（48）
を連結させるもので、前記カム（54）他端部を機体側固
定支軸（55）に軸支させ、前記スプール（53）に対し切
換カム（54）を離反させるバネ（56）をそのカム（54）
他端延設部と車体フレーム（３）の後部縦フレーム（3
a）間にバネ圧調節部材（56a）を介して連結する。ま
た、前記切換弁（52）などを内設する車体カバー（12）
内部に植深支点軸（57）を介して前記感度調節レバー
（31）基端部を軸支させ、前記支点軸（57）に基端を軸
支する感度調節アーム（58）に前記センサワイヤ（イン
ナワイヤ）（48）を連結すると共に、前記切換カム（5
4）にリンク（59）を介して前記調節アーム（58）を連
動連結して、レバー軸（60）を中心とした前記レバー
（31）操作により切換カム（54）及びリンク（59）を中
立位置に保持した状態で調節アーム（58）を回転させ、
前記センサリンク（39）からのセンサワイヤ（48）の突
出量を変化させ、田面硬度などに応じてセンタフロート
（34）の基準姿勢を変更してその感度調節を行なう一
方、植付深さの変化に基づきフロート（34）の接地圧が
変化しフロート（34）の前部が上下動するとき、前記セ
ンサワイヤ（48）及び切換カム（54）を介して切換弁
（52）を適宜操作して植付部（15）の昇降制御を行って
植付深さの一定維持を図るように構成している。

また第８図にも示す如く、前記レバー軸（60）には大
径ギヤ（61）を固設するレバーガイドディスク（62）を
回動自在に支持させていて、感度調節要素である感度モ
ータ（63）により回転させる小径ギヤ（64）に前記ギヤ
（61）を結合させ、前記調節レバー（31）の係合片（6
5）をディスク（62）の感度調節溝（62a）にバネ（66）
力でもって係合させるとき前記モータ（63）の駆動でも
ってディスク（62）とともに一体回転させ基準感度位置
の調節を行わしめるように構成している。

第５図乃至第７図に示す如く、前記支持フレーム（2
4）の上端に一体連設する中央縦フレーム（67）と、苗
載台（16）の左右両側を支持する苗載支柱（68）（68）
間に左右のローリング規制バネ（69）（69）を介設する
もので、前記縦フレーム（67）の上部固定ボックス（7
0）に横送りネジ軸（71）を内設し、該ネジ軸（71）に
水平制御駆動要素であるローリングモータ（72）を連動
連結すると共に、ネジ軸（71）に結合させる移動体（7
3）に固定板（73a）（73b）を介してバネ圧調節板（7
4）を取付けて、該調節板（74）と前記支柱（68）の上
部取付け金具（75）間にバネ圧調節自在に規制バネ（6
9）を張設し、作業中苗載台（16）の左右横送りにより
発生するローリングの規制を行う一方、植付部（15）の
左右傾斜時にあっては前記ローリングモータ（72）を正
逆駆動し左右の規制バネ（69）のバネ力を不均衡状態に
制御することによって植付部（15）の水平維持を図るよ
うに構成している。

なお（76）は前記ボックス（70）と苗載台（16）の左
右両側間に張設するローリング規制用補助バネ、（77）
は前記植付ケース（20）の中央上部位置に設けるローリ
ング検出用の水平センサである。

第９図にも示す如く、前記支点軸（37）に基端を固設
する基準植付深さ設定用の植深調節レバー（78）を植深
モータ（79）により適宜駆動制御するようにしたもの
で、前記植付ケース（20）のモータ取付台（80）に前記
モータ（79）を設け、該モータ（79）のモータ軸に連結
する螺旋部材（81）の送り溝（81a）に前記レバー（7
8）の係合片（82）を適宜係合連結させて、前記モータ
（79）の正逆駆動でもって調節レバー（78）で設定され
る基準植付深さの調節を行うと共に、該レバー（78）に
よる植付深さ位置を植付ケース（20）の横パイプ（83）
に取付台（84）を介し設置する植深フィードバックセン
サ（85）により検出するように構成している。そして前
記螺旋部材（81）の送り溝（81a）に泥が付着しても前
記レバー（78）の移動によって泥をかき落す状態とさせ
て泥付着による作動不良を解消する一方、前記モータ
（79）の故障時などにあっては同図仮想線に示す如く、
前記送り溝（81a）よりレバー（78）の係合片（82）を
離反させ、その係合解除を図ることによって主導での調
節を可能とするように構成したものである。

第１図、第５図、第10図乃至第11図に示す如く、前記
ピッチング支点軸（41）と前記横パイプ（83）に連結固
定する支持部材（86）とにセンサ取付板（87a）を支持
するセンサ台であるセンサボックス（87）に、圃場の表
面硬度を検出する硬度センサ（88）と水深を検出するフ
ロート式水位センサ（89）とを設けるもので、前記硬度
センサ（88）はボックス（87）の支点軸（90）にアーム
（91）を介して支持させた接地輪（92）の上下変位量で
ある沈下量をポテンショメータ（93）で感知することに
より圃場の表面硬度を検知する一方、前記水位センサ
（89）はボックス（87）に前後アーム（94）を介して支
持させたセンサフロート（95）の上下変位量をポテンシ
ョメータ（96）で感知することにより水深を検出するよ
うに構成したものである。

そして前記硬度及び水位センサ（88）（89）は、セン
タフロート（34）の後方詳しくはフロート（34）後端部
の左右均平幅（Ｗ）内に配設して、フロート（34）で整
地した後の圃場の均平面上を移動させてこれらの検出動
作を安定させるように構成している。

第13図に示す如く、前記植深モータ（79）及び感度モ
ータ（63）及びローリングモータ（72）をそれぞれリレ
ー回路（97）（98）（99）を介して駆動制御する植深制
御回路（100）を備えるもので、自動スイッチ（101）
と、自動ランプ（102）と、前記植付レバー（30）の植
付作業位置（植付クラッチ「入」）のときオフ（接点を
開）となる常閉植付レバースイッチ（103）と、均平接
点（104a）及び自動接点（104b）を有するオート感度ス
イッチ（104）と、前記ミッションケース（４）に設け
て走行速度を検出する車速センサ（105）と、前記水平
センサ（77）と、基準植付深さを手動設定する植深設定
器（106）と、前記水位センサ（89）と、前記硬度セン
サ（88）と、前記植深フィードバックセンサ（85）と、
前記感度調節レバー（31）による感度位置を検出する感
度フィードバックセンサ（107）と、前記苗載台（16）
の左右移動終端位置を検出する左右のローリング制御禁
止スイッチ（108）（109）とを前記制御回路（100）に
入力接続させて、前記各モータ（63）（72）（79）の駆
動制御を行うように構成している。

本実施例は上記の如く構成するものにして、以下第14
図のフローチャートを参照してこの作用を順序を追って
説明する。

（１）自動スイッチ（101）がオンすると初期値の設定
を行う。V_Y＝2.5、V_C＝０ V_Y：感度モータ（63）のセット電圧 （例えば硬度標準の場合V_Y＝2.5V） V_C：硬度センサ（88）の出力V₃に対応した植深の補正電
圧 （２）植深設定器（106）の出力V₁に対する植深モータ
（79）のセット位置の目標電圧V_aを求める。

V_a＝aV₁＋ｂ（ａ、b:定数） （３）植付レバースイッチ（103）がオン（接点閉）つ
まり植付レバー（30）にあって植付クラッチ「切」で植
付部（15）上昇の非作業状態のとき自動制御を中止し、
該スイッチ（103）のオン（接点開）つまり植付レバー
（30）にあって植付クラッチ「入」で植付部（15）下降
の作業状態のとき車速センサ（105）の信号（Ｓ）（以
後車速パルスＳと称す）により下記の動作を行う。

N₁、N₂は定数 V_bは水位センサ（89）の出力V₂、車速パルスＳに対応
した植深の補正電圧 V_dは硬度センサ（88）の出力V₃に対応した感度レバー
（31）のセット電圧 （４）車速パルスＳの値により次の動作を行う。

車速パルスＳがN₁＜Ｓ＜N₂のとき水位センサ（89）の
出力V₂と車速パルスＳから次式より植深補正電圧V_bを求
める。

車速パルスＳがN_S≦Ｓのとき水位センサ（89）の出力
V₂から次式により植深補正電圧V_bを求める。

V_b＝cV₂＋ｄ 即ち第16図に示す如くV_b＝cV₂＋ｄの関係式で表わされ
る水深の場合、水深の浅い時（フロート（34）の浮上が
りはない）は補正せず、水深が深くなるにつれて補正量
を大きくする。また第17図に示される車速Ｎの場合、一
定以下（Ｎ＜N₁）のとき補正量（V_b＝０）で一定範囲内
（N₁＜Ｎ＜N₂）のとき補正量 （ａ、ｂは定数）の関数で与えられる如く、車速Ｎが速
くなるにつれ一定値（N₂）まで徐々に植深を深くするよ
うに補正を行うものである。

またこの場合、前記水位センサの出力（V₂）は、第18
図に示す如く、検出される出力（Ｖ）の一定検出時間
（t₁）間の平均値を用いたもので、フロート（34）（3
5）などが起こす波の影響を解消させて適正な信号を得
るようにしたものである（第18図の波形は波の影響を受
けた実際の出力波形を表わす）。

（５）感度スイッチ（104）の均平・自動の位置に応じ
次の動作を行う。

均平位置のとき V_c＝０、V_d＝V_k（V_kは定数） 自動位置のとき 硬度センサ（88）の出力V₃から次式よりV_c、V_dを求め
る。

V_d＝ｌV₃＋ｆ V_c＝ｇV_d＋ｈ−2.5 （ｌ、ｆ、ｇ、h:定数） 即ち、第19図に示す如く、硬度センサ（88）が圃場の
表面硬度の標準（V₃＝2.5）より例えば軟らかい（V₃＝
3.7）状態を検出するとき、該値（V₃＝3.7）に対応した
感度フィードバック出力（V₅）が前記式 V_d＝V₅＝ｌ×3.7＋ｆ＝3.3（Ｖ） より求められて、第20図に示す如くこの電圧（V_d＝3.
3）値に感度モータ（63）が駆動されて（この場合敏感
側「１」位置）圃場表面の硬軟状態に応じた感度調節が
自動的に行われる。

なお、前記硬度センサ（88）の出力（V₃）は、第21図
に示す如く一定検出時間（t₂）に検出される出力（Ｖ）
を平均化して安定した制御信号を得るものである。

そして、第22図に示す如く、前記硬度センサ（88）の
検出結果に基づき感度モータ（63）が駆動され感度調節
レバー（31）位置が決定されると、そのレバー（31）位
置に応じて植深の補正値（V_cが算出される（敏感時の浅
値、鈍感時の深植防止）。

（６）植深モータ（79）のセット電圧（目標値）V_Xと感
度モータ（63）のセット電圧（目標値）V_Yを求める。

V_X＝V_a＋V_b＋V_c V_Y＝V_d （７）求められたV_X、V_Yに対し植深フィードバックセン
サ（85）の出力V₄と、感度フィードバックセンサ（10
7）の出力V₅が下記の条件を満足するようにモータ（7
9）（63）を駆動する。

そして終了後にあっては（２）の動作に戻って以下同
様の動作を繰返すものである。

一方、前記水平センサ（77）の検出に基づくローリン
グ制御を、植付レバースイッチ（103）のオン（接点
開）により開始するもので、水平センサ（77）の出力V₆
が適正範囲内（V₇±V_WC）に入るようにローリングモー
タ（72）の駆動制御が第15図フローチャート、第23図の
出力線図に示される如く行われる。

即ち水平センサ（77）の出力V₆が適正範囲以下（V₆＜
V₇−V_WC）のとき或いは適正範囲以上（V₆＞V₇＋V_WC）の
とき（但しV_WCは不感帯）、前記モータ（72）の正逆駆
動により植付部（15）の右上げ或いは左上げ制御が行わ
れるもので、またこの際苗載台（16）が左右移動終端位
置に至って前記禁止スイッチ（108）或いは（109）がオ
ン（接点開）となるときはこれら左上げ或いは右上げの
信号は微小一定時間（例えば20〜40msec）出力されずロ
ーリング制御が禁止される。つまり第24図に示す如く苗
載台（16）の左右両端位置では、苗載台（16）の左右移
動方向の反転時にあっては慣性力で植付部（15）全体が
反転方向と逆へ傾き水平センサ（77）からはそれに応じ
た誤信号が一時的に出力される。したがってこのときの
動作を一時的に禁止して過制御となるのを防止するもの
である。

なお、感度を手動補正するための感度手動設定器を前
記制御回路（100）に設けても良い。

また前述実施例においては、硬度及び水位及び車速セ
ンサ（88）（89）（105）の検出に基づく複合制御を示
したが、何れか一つのセンサ（88）或いは（89）或いは
（105）の検出に基づいた制御でも良い。

このように本実施例のものは圃場硬度の検出でもって
感度の補正が行われ、また感度の補正が行われることに
よって植深の補正が行われる。つまり、同一植深状態で
フロート（34）が敏感側に調節されると植深は浅植え側
となるものであるから、深植側の補正が必要となり、結
果として植深の補正も行われるものである。

ところで第12図に示すものは、前記センサボックス
（87）に水平維持機構（110）を設けて、例え植深が変
更された場合にもセンサボックス（87）の水平維持を図
るようにしたもので、前記ボックス（87）の後端側下面
をピッチング支点軸（41）に支持すると共に、前記ボッ
クス（87）の前端側下面を水平維持機構（110）を介し
て前記横パイプ（83）に支持させている。前記水平維持
機構（110）はボックス（87）前端側下面の垂設固定板
（111）と横パイプ（83）下面の垂設固定板（112）間に
揺動ピン（113）（114）を介してリンク（115）を介設
させ、該リンク（115）と前記調節リンク（36）とで支
点軸をピン（114）及び軸（37）とする平行リンクを形
成し、前記調節レバー（78）或いはモータ（79）でもっ
て軸（37）が回動され植深が変更されてもセンサボック
ス（87）の水平を維持させるように設けている。そして
フロート（34）の後部支点であるピッチング支点軸（4
1）にボックス（87）を取付けることによって圃場表面
からボックス（87）までの高さを常に一定状態とさせ、
且つボックス（87）を常に水平維持させることによっ
て、各センサ（88）（89）での接地輪（92）及びフロー
ト（95）の支持角度を変化させることなく支持して、検
出精度を向上させるように構成したものである。

「発明の効果」 以上実施例からも明らかなように本発明は、圃場の水
深を検出する水位センサ（89）と、圃場の表面硬度を検
出する硬度センサ（88）とを植付部（15）の田面均平用
フロート（34）後方の均平幅（Ｗ）内に配備させたもの
であるから、フロート（34）による整地後の均平面を各
センサ（88）（89）で常に検出しての安全且つ安定した
検出が行える。またこれら各センサ（88）（89）を取付
けるセンサ台（87）を田面均平用フロート（34）の後部
支点軸（41）に水平維持機構（110）を介して支持させ
ることによって、圃場表面よりセンサ台（87）までの高
さを常に一定で、且つ水平なものとさせることができて
各センサ（88）（89）の検出精度を向上させることがで
きるなど顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフロート部の平面説明図、第２図は田植機の全
体側面図、第３図は同平面図、第４図は植深制御機構部
の側面説明図、第５図は植付部の側面説明図、第６図は
ローリング制御部の説明図、第７図は同側面説明図、第
８図は感度モータ部の説明図、第９図は植深モータ部の
説明図、第10図は硬度センサ部の側面説明図、第11図は
水位センサ部の側面説明図、第12図はセンサボックスの
水平支持構造説明図、第13図は植深制御回路図、第14図
は植深制御におけるフローチャート、第15図は水平制御
におけるフローチャート、第16図乃至第24図は出力線図
である。 （15）……植付部 （34）……フロート （88）……硬度センサ （89）……水位センサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圃場の水深を検出する水位センサと、圃場
   の表面硬度を検出する硬度センサとを植付部の田面均平
   用フロート後方の均平幅内に配備させたことを特徴とす
   る田植機の植付制御装置。
2. 【請求項２】第１項記載の水位センサと硬度センサを備
   えた構造において、これら水位センサ及び硬度センサを
   取付けるセンサ台を田面均平用フロートの後部支点軸に
   水平維持機構を介して支持させたことを特徴とする田植
   機の植付制御装置。