JP3093459B2 - 歩行型農作業機における自動操向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、畝を跨いで走行する車
輪を備え、畝に沿って走行しながら苗を移植する等のた
めの歩行型農作業機における自動操向装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種の歩行型農作業機において、畝に
沿って走行車体を進行させるための自動走行制御装置と
して、先行技術の特開昭６３−９４９０５号公報には、
走行車体の進行方向を検出するため、走行車体の前部ま
たは／及び後部に回動自在に枢支された支持軸の先端部
に、それぞれ、畝に対する機体の進行方向角度を検出す
る方向センサ体を取付けし、左右のセンサ体における支
持軸の動作角度をポテンショメータにて検出し、その動
作角度に応じて自動操向装置を制御動作させることが開
示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この先行技術において
は、走行車体の進行方向を修正する操向装置の操向作動
時に、一旦直進状態に戻すことにより、左右の操向時に
操向動作時間遅れに起因して、操向ずれが生じても、機
体が左右に振れるハンチング現象を未然に防止できると
している。

【０００４】ところで、前記先行技術における操向装置
は、左右の車輪の向きを変更するという、通常の操舵装
置を利用するものであって、構造が複雑である。また、
この操向制御の方式では、畝に対する機体の左右の偏り
が少ない場合にも、一旦直進状態に戻すという制御を実
行するので、制御の反応が遅いという欠点もあった。本
発明は、前記問題を解決すると共に操向装置の形式も簡
単にすることを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、畝の左右両側に跨いで走行する車輪を走
行車体に昇降動調節可能に装着し、前記左右駆動車輪に
それぞれサイドクラッチを介して動力伝達するように構
成してなる歩行型農作業機において、走行車体には、畝
の左右両側面を挟むように押圧接当させ、且つ該押圧付
勢力に抗して回動可能な左右一対の方向センサ体を装着
し、該方向センサ体の動作角度が一定値以上の場合に前
記サイドクラッチをＯＮ・ＯＦＦ制御する制御手段を設
けたものである。

【０００６】

【実施例】次に本発明を具体化した苗移植機の実施例に
ついて説明する。図１は苗移植機の側面図、図２は平面
図、図３は背面図である。移植機の走行車体１の前部に
エンジン２と油圧制御用の切換弁ユニット３とを搭載
し、走行車体１の前後略中途部にミッションケース４を
固定する。走行車体１の左右両側に配置する前車輪５，
５と後車輪６，６は後述する昇降機構７を介して走行車
体１に装着されている。

【０００７】走行車体１の上部側には、後方に突出され
た平面視コ字型のハンドル８との間にロータリポット９
を配置し、該ロータリポット９の下方には、畝Ａの上面
との間を植付リンク１０を介して略楕円軌跡を描いて昇
降する移植開孔器１１を設け、植付け伝動部１２にて植
付リンク１０を昇降させ、ロータリポット９を水平回転
させ、且つ移植開孔器１１を開閉させるように構成す
る。鎮圧輪１３は苗ポットＮを移植した後の畝Ａを整形
するためのものである。

【０００８】なお、移植開孔器１１はロータリポット９
の後端のポット位置から落下供給された苗ポットＮを受
ける筒体と、畝Ａの上面に突き刺さるとき移植孔を開成
すると共にその直後のタイミングで進行方向前後に開い
て苗ポットＮを移植孔に落下させる分割バケットとによ
り構成されている。次に昇降機構７について説明する。
この昇降機構７は左右両側の車輪５，６が一斉に昇降動
して、走行車体１が畝Ａに対して下降または上昇する機
構と、左右の車輪のうち片方の車輪が上昇するとき他方
の車輪が下降することにより走行車体１が進行方向の左
または右に傾く、いわゆるローリングする機構とを備え
る。

【０００９】前記ミッションケース４から左右両側に突
出する駆動軸１４の両端に伝動機構を内蔵したスイング
ケース１５ａ，１５ｂを回動可能に装着し、この各スイ
ングケース１５ａ，１５ｂの先端に後車輪６を設けて回
転駆動する。各スイングケース１５ａ，１５ｂから前に
延びる連結杆１６の前端に前車輪５を装着する一方、連
結杆１６を、走行車体１のパイプ状の前部フレーム１７
に上下回動可能に枢着した前支持パイプ１８に連結して
枠状構造に補強する。

【００１０】走行車体１の前部下面には、昇降用油圧シ
リンダ１９の後端を固定して設け、該昇降用油圧シリン
ダ１９から前方向に延びるピストンロッド２０に昇降パ
イプ２１の左右中途部を連結し、この昇降パイプ２１を
走行車体の前部に前方に開放した案内溝に沿って前後動
するように構成する。昇降パイプ２１に対して回動可能
に嵌挿したローリング軸２３の左右両端部にはブラケッ
ト２４，２５を互いに上下逆向きに固着し、各ブラケッ
ト２４，２５に昇降リンク機構２６ａ，２６ｂを介して
前記各スイングケース１５ａ，１５ｂに連結する。これ
により、昇降用油圧シリンダ１９におけるピストンロッ
ド２０が前方向に突出すると、昇降パイプ２１を介して
ローリング軸２３を前移動させるから、左右両側昇降リ
ンク機構２６ａ，２６ｂを一斉に引き、これを介して左
右両側のスイングケース１５ａ，１５ｂの自由端側が下
向き回動し、左右両車輪５，５，６，６は一斉に下降動
して走行車体１が畝Ａから上向きに離れるように上昇す
る。反対にピストンロッド２０を後退させると、左右両
車輪５，５，６，６は一斉に上昇回動して走行車体１が
畝Ａの上面に近づくように下降動する。

【００１１】この昇降の構成により、畝Ａに対する苗ポ
ットＮの移植深さを調節することができるし、高さが違
う種々の畝Ａに対して苗を移植することもできる。ま
た、ローリングの機構は次のようになっている。即ち、
前記昇降パイプ２１と一体的に前後動する支持台２７
に、基端を回動可能に装着したローリング用油圧シリン
ダ２８のピストンロッド２９を前記ローリング軸２３の
一側寄り部位に取付くブラケット３０に連結し、ピスト
ンロッド２９を突出させると、ローリング軸２３は図４
において反時計回りに回動し、これにより、左側の車輪
５，６に対するブラケット２４を上向き回動させ、左側
の昇降リンク機構２６ａを後向きに押し、これを介して
スイングケース１５ａはその自由端側が上向き回動し
て、左側の車輪５，６が走行車体１７対して上昇する。
このとき、反対に右側の車輪５，６に対するブラケット
２５を下向き回動させ、右側の昇降リンク機構２６ｂを
前方に引き、これを介してスイングケース１５ｂはその
自由端側が下向き回動して、右側の車輪５，６が走行車
体１７対して下降するというように、走行車体１はその
左側が下向きとなるようにローリングする。

【００１２】畝Ａの長手方向が山の斜面に沿って形成さ
れている箇所に沿って、走行車体１を走行させる場合、
前記ローリングの機構にて、山側寄りの車輪の走行車体
に対する高さを低く、谷側寄りの車輪の走行車体に対す
る高さを高くして走行車体の左右が略水平となるように
姿勢制御し、畝Ａの上面に苗ポットＮを略垂直に移植で
きるようにする。

【００１３】図１及び図５は、前記ローリングの機構を
手動にて調節する手段であって、ハンドル８の近傍に、
操作レバー３１を左右回動可能に装着し、リンク３２を
介して前後長手の操作軸３３をその軸線回りに正逆回動
となるように構成し、操作軸３３の前端のリンク３６
を、切替弁ユニット３におけるローリング制御弁３４の
弁軸３５に係合して、該弁軸３５を昇降することによ
り、前記ローリング用油圧シリンダ２８のピストンロッ
ド２９を突出動または後退動するように制御するもので
ある。

【００１４】前記昇降機構７にて苗ポットＮの移植深さ
を略一定状態に調節するに際して、走行車体１の下面と
畝Ａ上面との高さ寸法を検出するための畝高さ検出装置
を、図１に示す。該畝高さ検出装置は、走行車体１に基
端を上下回動自在に枢支した回動レバー３７と、該回動
レバー３７の自由端に回転自在に取付くローラ状のセン
サ体３８と、回動レバー３７の長手中途部と走行車体１
との間に介挿する緩衝用のばね手段と、前記切換弁ユニ
ット３における昇降用の油圧シリンダ１９に対する油圧
の切換え弁を回動させるための操作リンク機構とを主な
構成要素とする。

【００１５】この構成によれば、前述のように予め苗植
付け深さを調節し、畝Ａの左右両側を車輪５，６で跨い
だ状態で走行車体１を畝Ａに沿って進行させつつ、ロー
タリポット９の箇所に苗ポットＮを供給しておけば、ロ
ータリポット９を水平回転させ、所定の時間間隔でロー
タリポット９の一箇所（進行方向後端）のポット部の下
蓋が開き、上昇した位置の移植開孔器１１で苗ポットＮ
を受け、植付けリンク１０を下降させ、移植開孔器１１
を開いて畝Ａの上面に苗ポットＮを移植する。

【００１６】前記走行車体１が前進するとき、ばねにて
押圧されつつ前記センサ体３８が畝Ａの上面を転がり前
進する。そして、緩やかに畝Ａの高さ（Ｈ１）が高くな
ると、回動レバー３７を介してセンサ体３８が上昇し、
切換弁ユニット３の油圧の送り方向の切換えにて左右両
側の前後車輪５，６が一斉に下降し、走行車体１と畝Ａ
上面との上下間隔が所定の高さ寸法になれば、切換弁を
中立に戻しその高さ位置を保持するように制御する。反
対に、畝高さＨ１が低くなれば、左右両側の前後車輪
５，６が一斉に上昇して走行車体１を畝Ａに近づけ、所
定高さに保持できるように制御するのである。

【００１７】図１及び図６〜図８は、畝Ａに沿って走行
車体１を操向するための自動操向装置を示す。この自動
操向装置は、畝Ａの左右両側面を挟むように押圧接当さ
せるローラ状の左右一対の方向センサ体４０ａ，４０ｂ
と、前記左右駆動車輪６，６にそれぞれ動力伝達し及び
動力遮断することのできる左右一対のサイドクラッチ４
１ａ，４１ｂと、前記各方向センサ体４０ａ，４０ｂ回
動角度を検出するロータリエンコーダ、またはポテンシ
ョメータ等の検出器４２ａ，４２ｂと、この検出器４２
ａ，４２ｂの検出信号に応じて前記かくサイドクラッチ
４１ａ，４１ｂをＯＮ・ＯＦＦさせる油圧シリンダ等の
アクチェータ３９ａ，３９ｂを作動させるマイクロコン
ピュータ等の制御装置４３とを主構成要素とする。

【００１８】方向センサ体４０ａ，４０ｂは、ローラア
ーム４４に回転自在に取り付けられ、各ローラアーム４
４の基端は、走行車体１の左右側面前部に取付くブラケ
ット４５，４５に固定した各支軸４６に上下回動可能に
装着されている。断面コ字状の取り付け枠４７は前記支
軸４６に対して回動可能に枢支されると共に、取り付け
枠４７に穿設した円弧状の溝４８に嵌挿するボルト４９
が、支軸４６に固定した規制板５０に対して螺着され、
取り付け枠４７の傾き姿勢を調節してその状態を保持で
きるように構成する。

【００１９】従って、取り付け枠４７との間で捩じりコ
イルばね５１にて付勢されて斜め下向きに突出する前記
ローラアーム４４が取り付け枠４７から突出するストッ
パー片５２に接当する傾き角度（鉛直に対する角度、
θ）を大小調節することができる。前記各取り付け枠４
７に取付く検出器４２ａ，４２ｂのセンサ棒５３は、図
示しない（検出器に内蔵されている）ばねによりローラ
アーム４４の中途部に押圧接当するように臨ませて、ロ
ーラアーム４４の回動角度（後述するゾーン）を検出し
て所定の検出信号を制御装置４３に出力するように構成
されている。

【００２０】この構成において、苗移植作業を開始する
に先立って、一旦ボルト４９を緩め、左右の方向センサ
体４０ａ，４０ｂにおけるローラアーム４４，４４が左
右のストッパー片５２，５２に接当するとき、左右の方
向センサ体４０ａ，４０ｂの間隔が畝Ａの幅寸法Ｗより
狭い幅となるように調節したのち、再度ボルト４９を締
めつけて取り付け枠４７，４７の姿勢を固定する。

【００２１】この調整により、畝Ａの左右略中央に走行
車体１の左右中心位置が来るように配置すると、左右両
側の方向センサ体４０ａ，４０ｂは共に畝Ａの側面には
接当しない状態である。このように、少なくとも一方の
センサ体が畝Ａに側面に接当していない状態を、アーム
フリー状態と呼ぶ。そして、本実施例では、ローラアー
ム４４が前記アームフリー状態から水平方向に上向き回
動する範囲を１５度ずつの間隔で第１ゾーン（Ｚ１）、
第２ゾーン（Ｚ２）、第３ゾーン（Ｚ３）として区切
り、この各ゾーンを前記各検出器４２ａ，４２ｂにて検
出できるようにする（図９参照）。この左右両側の検出
器４２ａ，４２ｂにて検出された信号Ｚ１〜Ｚ３の組合
せにより、図１０のような操向制御を実行する。

【００２２】即ち、左右両側のローラアーム４４，４４
が共に第１ゾーンＺ１，Ｚ１の状態では、換言すると、
左右いずれかの方向センサ体４０ａ（または４０ｂ）が
畝Ａの一方の側面に当たり、しかもローラアーム４４の
傾き角度θか小さい状態では、該畝側面に当たった方向
センサ体側のローラアーム４４に対する付勢力にて走行
車体１を向きを修正して、走行車体１の中心軸線が畝Ａ
と略沿うように操向制御する。このとき、左右両側サイ
ドクラッチ４１ａ，４１ｂはＯＮ状態（動力伝達状態）
とする。左右両側のローラアーム４４，４４が共に第２
ゾーンＺ２，Ｚ２の状態のときも同様とする。この場合
に考えられるのは、畝Ａの横幅寸法が規定より大きくな
っている場合である。さらに、左右両側のローラアーム
４４，４４が共に第３ゾーンＺ３，Ｚ３の状態のときに
は、検出エラー、または検出器の故障と考え操向制御を
中止し、走行も停止する。そして前記以外のゾーンの組
合せ場合には、図１０のように右又は左に走行車体１が
向くように、一方のサイドクラッチ４１ａまたは４１ｂ
をＯＦＦ（動力遮断）とするように制御装置４３から信
号をを送り、駆動回路５５ａ，５５ｂにて前記各ゾーン
に対応する所定デューティ比の駆動信号にてアクチェー
タ３９ａ，３９ｂを所定時間だけ作動させるのである。
第３ゾーンと第２ゾーンの組合せの場合の方が第１ゾー
ンと第２ゾーンの組合せの場合よりデューティ比を大き
い、つまりサイドクラッチのＯＦＦ作動時間を長くす
る。

【００２３】なお、図１１は前記畝Ａ側面に接当する方
向センサ体４０ａ，４０ｂとローリング制御とを関連さ
せた実施例を示し、前記実施例で示した各ゾーンによる
サイドクラッチのＯＮまたはＯＦＦの制御に加えて、ロ
ーラアーム４４が大きく回動した側（方向センサ体が畝
Ａの側面に強く当たった側）の車輪を高くし、同時にそ
の反対側を低くなるように制御する。そのため、走行車
体１の前部に左右長手の平衡棒５６の中央を、切替弁ユ
ニット３上面に突設した支点５７にて回動自在に支持
し、平衡棒５６の左右両端に重り５８，５８を取り付け
て、平衡棒５６が常時左右水平状態を保持するように構
成する。そして、平衡棒５６の一側に取り付けた操作片
５９が切替弁ユニット３におけるローリング制御弁３４
に係止する。そして、例えば走行車体１が左右の水平面
に対して右側が下向きになると、その下向き傾斜を補正
すべく、右側の車輪５，６を下降させ（左側の車輪５，
６を上昇させ）て走行車体１の右側を上向きに上げるべ
くローリング制御するように構成されている。

【００２４】走行車体１の後ろ側から前方を見て、この
平衡棒５６の右寄り部位に対して前記左側のローラ状の
方向センサ体４０ａのローラアーム４４基部を連結リン
ク６０にて連結し、平衡棒５６の左寄り部位に対して前
記右側の方向センサ体４０ｂのローラアーム４４基部を
連結リンク６１にて連結する。これにより、例えば図１
１の二点鎖線で示すように、走行車体１の右側の方向セ
ンサ体４０ｂが上向き回動するように畝Ａの右側面に接
当して、平衡棒５６の左側が上向き回動すると、前記右
側方向センサ体４０ｂ側の右車輪５，６が上昇させ（左
側車輪５，６を下降させ）て、走行車体１の左側が上昇
する（右側が下降する）ようにローリング作動させる。
このようにすれば、前記前記実施例で畝Ａの右側面と、
それに接当している方向センサ体４１ｂとの間隔を広げ
るように、右サイドクラッチ４１ｂを切ると、走行車体
１は右旋回するが、その右側の走行車体１が下向き傾斜
すると、当該走行車体１の左右重心が右に偏るから、前
記右旋回の傾向が一層促進されるのである。

【００２５】本発明は苗移植機ばかりでなく、管理機に
も適用できることはいうまでもない。

【００２６】

【発明の作用・効果】以上詳述したように、本発明によ
れば、左右の駆動車輪への動力伝達を継断するサイドク
ラッチの入り・切り（ＯＮ・ＯＦＦ）で、農作業機の操
向を自動制御するので、従来の技術のように、車輪の向
きを左右に首振りさせて操向制御するものに比べ、機構
（構造）が簡単となる。

【００２７】そして、畝の左右両側に跨いで走行する走
行車体には、その畝の左右両側面を挟むように押圧接当
させ、且つ該押圧付勢力に抗して回動可能な左右一対の
方向センサ体を装着したものであるから、方向センサ体
の動作角度が小さい間、つまり走行車体の操向修正角度
が小さい間は、左右両側の方向センサ体の畝に対する挟
み押圧力の反力で、走行車体の向きを修正するので、通
常の制御に伴うハンチング現象が発生せず、円滑に操向
修正することができる。

【００２８】さらに、方向センサ体の動作角度が一定値
以上の場合に前記サイドクラッチをＯＮ・ＯＦＦ制御す
る制御手段を設けたので、操向制御装置の構造が簡単な
ものでありながら、確実に畝に沿う操向制御を実現する
ことができるという効果を奏す。

【図面の簡単な説明】

【図１】移植機の側面図である。

【図２】移植機の平面図である。

【図３】移植機の背面図である。

【図４】昇降機構及びローリング機構の機構説明図であ
る。

【図５】ローリング操作機構の斜視図である。

【図６】操向制御装置の要部を示す図である。

【図７】図６の要部断面図である。

【図８】図７の VIII −VIII線矢視断面図である。

【図９】検出ゾーンの説明図である。

【図１０】操向制御態様を示す図である。

【図１１】他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１ 走行車体 ３ 切換弁ユニット ５，５ 前車輪 ６，６ 後車輪 ７ 昇降機構 １５ａ，１５ｂ スイングケース １９ 昇降用油圧シリンダ ２６ａ，２６ｂ 昇降リンク機構 ２８ ローリング用油圧シリンダ ３９ａ，３９ｂ アクチェータ ４０ａ，４０ｂ 方向センサ体 ４１ａ，４１ｂ サイドクラッチ ４２ａ，４２ｂ 検出器 ４３ 制御装置 ４４ ローラアーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 俊郎 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農 機株式会社内 (72)発明者 中島 英夫 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農 機株式会社内 (72)発明者 日朝 正俊 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農 機株式会社内 (72)発明者 兼崎 雅弘 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農 機株式会社内 (72)発明者 蔵屋 芳明 大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマー農 機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−94905（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01B 69/00 A01C 11/02 G05D 1/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】畝の左右両側に跨いで走行する車輪を走行
   車体に昇降動調節可能に装着し、前記左右駆動車輪にそ
   れぞれサイドクラッチを介して動力伝達するように構成
   してなる歩行型農作業機において、走行車体には、畝の
   左右両側面を挟むように押圧接当させ、且つ該押圧付勢
   力に抗して回動可能な左右一対の方向センサ体を装着
   し、該方向センサ体の動作角度が一定値以上の場合に前
   記サイドクラッチをＯＮ・ＯＦＦ制御する制御手段を設
   けたことを特徴とする歩行型農作業機における自動操向
   装置。