JP2805686B2

JP2805686B2 - 田植機の植深制御装置

Info

Publication number: JP2805686B2
Application number: JP1064462A
Authority: JP
Inventors: 隆史山田; 悟岡田
Original assignee: Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanma Agricultural Equipment Co Ltd
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JPH02242607A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は苗の植付深さを一定維持させるようにした田
植機の植深制御装置に関する。

「従来の技術」従来、特開昭63−126412号公報に示す如く、フロート
センサに植深変化を検出して自動的に植深制御する技術
や、特開昭60−30611号公報に示す如く、車速によって
植深制御する技術がある。

「発明が解決しようとする課題」前記従来技術である特開昭63−126412号公報では、田
面の固さを検出するセンサと、田面の水位を検出するセ
ンサを設け、水深と田面固さによって植深制御を行って
いるため、車速は考慮されない。そのため車速が速くな
ることによって、フロートセンサが水上スキーのように
浮力を受け、機体高さがやや高めに支持されて深植検出
姿勢になり、浅植制御が行われやすい不具合がある。よ
って車輪の走行抵抗が増減して車速が変化するとき、走
行変速またはエンジンアクセル調節等の操作によって車
速を略一定に保つ必要あり、運転操作の簡略化ならびに
自動植深制御の機能向上などを容易に行い得ない等の問
題がある。また特開昭60−30611号公報では走行速度調
節と植付け深さ調節とを連動させ植深制御を行っている
が、田面硬度や水深による植深制御を行わないため、水
深が深くなった場合にフロートセンサが圃場面より浮き
上がり、浅植えとなる不具合や、柔らかい圃場において
深植えとなる問題があるだけでなく、フロートが完全に
浮き上がってしまう速度を越えても、更に速度による植
深制御が行われるため、逆に深植えとなる不具合も生じ
る。

「問題を解決するための手段」然るに、本発明はフロートセンサの検出に基づき苗の
植付け深さを一定維持させるようにした田植機の植深制
御装置において、田植機の車速を検出する車速センサ
と、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備え、車速センサから検出
される速度に応じて、各センサからの検出結果を選択
し、選択した検出結果に基づき、植深制御に補正を加え
るように構成したことを特徴とする。

「作用」従って本発明によれば、車速センサから検出される速
度に応じて、各センサからの検出結果を選択し、選択し
た出力結果に基づき、植深制御に補正を加えるように構
成したものであるから、車速、水位、硬度による悪影響
を受けることなく、正確な植付深さの一定維持を図るこ
とができる。また、ある一定以上に車速が上がり、フロ
ート前部が完全に浮き上がってしまう場合には、車速に
よる補正が行われず深植えとなる不具合が生じるような
こともない。

「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図は植深制御回路図、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
る走行車があり、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（13）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）の前側に回動支点軸（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）は走行速度レバー、（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４図乃至第５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（35）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
後部の左右両側を二つの植付深さ調節リンク（36）（3
6）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（40）の二つで支持して４点支持
構造としたもので、前記センタフロート（34）の前部を
上下に揺動自在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）（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）前部側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（5
0）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
変化してフロート（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９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６図乃至第８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）を介してバネ圧調節板（74）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（69）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10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。

第11図乃至第12図にも示す如く、前記横パイプ（83）
に支持部材（86）を介し固設するセンサボックス（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軸（92）の上下変位量を
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。

第１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13
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。

（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N₂≦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15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16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。上記から明らかなように、
フロートセンサであるセンターフロート（34）の検出に
基づき苗の植付深さを一定維持させるようにした田植機
の植深制御装置において、田植機による植付速度を検出
する車速センサ（105）を設け、車速センサ（105）の検
出結果に基づいて植付深さを一定維持させるもので、田
面の性状変化または耕盤の状態などによって走行抵抗が
増減して車速が変化しても、移動抵抗の変化に伴うセン
ターフロート（34）の検出値によって植深制御が行われ
ることがなく、車速が変化し易い圃場でセンターフロー
ト（34）の移動抵抗が変化しても植深が誤制御されるの
を防止し、運転操作の簡略化並びに植深制御機能の向上
などを図れるように構成している。

またこの場合、前記水位センサの出力（V₂）は、第17
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17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18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19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「｜」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20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21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（1
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14図のフローチャート、第22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23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。

「発明の効果」以上実施例から明らかなように本発明は、フロートセ
ンサの検出に基づき苗の植付け深さを一定維持させるよ
うにした田植機の植深制御装置において、田植機の車速
を検出する車速センサと、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備
え、車速センサから検出される速度に応じて、各センサ
からの検出結果を選択し、選択した検出結果に基づき、
植深制御に補正を加えるように構成したものであるか
ら、車速、水位、硬度による悪影響を受けることなく、
正確な植付深さの一定維持を図ることができる。また、
ある一定以上に車速が上がり、フロート前部が完全に浮
き上がってしまう場合には、車速による補正が行われず
深植えとなる不具合が生じるようなこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は植深制御回路図、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図はフロート部の平面説明図、第６図は植
付部の側面説明図、第７図はローリング制御部の説明
図、第８図は同側面説明図、第９図は感度モータ部の説
明図、第10図は植深モータ部の説明図、第11図は硬度セ
ンサ部の側面説明図、第12図は水位センサ部の側面説明
図、第13図は植深制御におけるフローチャート、第14図
はローリング制御におけるフローチャート、第15図乃至
第23図は出力線図である。（34）……フロートセンサ（88）……硬度センサ（89）……水位センサ（105）……車速センサ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フロートセンサの検出に基づき苗の植付け
深さを一定維持させるようにした田植機の植深制御装置
において、田植機の車速を検出する車速センサと、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備え、車速センサから検出される速
度に応じて、各センサからの検出結果を選択し、選択し
た検出結果に基づき、植深制御に補正を加えるように構
成したことを特徴とする田植機の植深制御装置。