JP3142228B2 - 刈取り収穫機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、植立茎稈を刈り取
る刈取り装置による刈高さを検出する刈高さセンサー、
前記刈取り装置を走行機体に対して昇降操作する駆動機
構、前記刈高さセンサーによる検出刈高さに基づいて前
記駆動機構を自動的に操作して前記刈取り装置による刈
高さを設定範囲に維持する制御手段を備えている刈取り
収穫機に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記刈取り収穫機において、従来、前記
制御手段として、刈高さセンサーによる検出刈高さをサ
ンプリングして平均化し、平均刈高さが制御目標刈り高
さになるように刈高さ制御するように構成したものを採
用していた。すなわち、刈高さセンサーによる検出刈高
さが変化する毎に刈取り装置が昇降制御されるにように
構成するに比し、昇降制御が実行される回数が少なくな
ってむしろ安定的に刈高さ制御が行われるようにしてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】自走機体が前下がり側
にピッチングするよりも前上がり側に回数多くピッチン
グしたり、大ストロークピッチングしたりすると、低刈
り側に変化する切り株よりも高刈り側に変化する切り株
の方が数多く発生するとか、切り株高さが低刈り側よい
も高刈り側の方に大幅に変化することになり、サンプリ
ング検出刈高さの平均値が高刈り側に変化する。このた
め、従来の刈高さ制御の場合、切り株高さが低刈り側よ
りも高刈り側に回数多く変化するとか大幅に変化する
と、刈取り装置の下げ制御が行われることになり、圃場
に隆起部があればその隆起部に刈取り装置が接触しやす
くなっていた。本発明の目的は、平均高さが高刈り側に
変化する場合でも刈取り装置が接地することを極力回避
しながら安定的に刈高さ制御できるようにすることにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１による本発明の
構成、作用、効果はつぎのとおりである。

【０００５】〔構成〕植立茎稈を刈り取る刈取り装置に
よる刈高さを検出する刈高さセンサー、前記刈取り装置
を走行機体に対して昇降操作する駆動機構、前記刈高さ
センサーによる検出刈高さに基づいて前記駆動機構を自
動的に操作して前記刈取り装置による刈高さを設定範囲
に維持する制御手段を備えている刈取り収穫機におい
て、前記制御手段を、前記刈高さセンサーによる検出刈
高さを設定サンプリング回数サンプリングし、サンプリ
ングした検出刈高さのうちの最低検出刈高さを制御目標
刈高さに維持するべく前記駆動機構を操作するように構
成してある。

【０００６】〔作用〕切り株高さとして高刈り側に変化
したものと低刈り側に変化したものとの両方があって
も、サンプリングした検出刈高さのうちの最低検出刈高
さが制御目標刈高さになるように最低検出刈高さに基づ
いて刈り高さ制御が行われ、高刈り側に変化した株高さ
の検出結果は刈取り装置の昇降制御を実行するための検
出刈高さとしては採用されない。

【０００７】〔効果〕刈高さセンサーによる検出高さが
変化する毎に刈取り装置の昇降制御が行われるに比し、
サンプリングによって安定的に刈高さ制御が行われるよ
うにできた。その割りには、最低検出刈高さに基づいて
刈高さ制御が行われて高刈り側に変化した株高さの検出
結果は刈取り装置の昇降制御を実行するための検出刈り
高さとしては採用されないことにより、サンプリング検
出刈高さの平均値が高刈り側に変化して従来では刈取り
装置の下降制御が行われていた場合でも刈取り装置の下
降制御が行われないなど、刈取り装置の下降制御が行わ
れにくくなって刈取り装置が接地するトラブルを回避し
やくすくなった。

【０００８】請求項２による本発明の構成、作用、効果
はつぎのとおりである。

【０００９】〔構成〕請求項１による発明の構成におい
て、前記制御手段を、前記最低検出刈高さが設定高さ以
下であると、前記駆動機構を自動的に停止操作するよう
に構成してある。

【００１０】〔作用〕たとえば機体が畝を横切る方向に
走行して刈取りを行う場合、刈高さセンサーが畝間の溝
に入って対地浮上することがある。このように刈高さセ
ンサーが凹部内に入り込んだ場合に刈高さセンサーから
得られる検出刈高さを前記設定高さとして設定する。す
ると、刈高さセンサーが凹部に落ち込むことによって得
られた検出刈高さが最低検出刈高さになり、この最低検
出刈高さに基づいて刈高さ制御が実行されると実際の切
り株高さが制御目標刈高さとは極めて異なる高刈りにな
る場合には、刈高さ制御が停止される。

【００１１】〔効果〕刈高さセンサーの凹部への落ち込
みによって切り株高さが不揃いなることを防止した精度
よい刈高さ制御ができる。

【００１２】請求項３による本発明の構成、作用、効果
はつぎのとおりである。

【００１３】〔構成〕請求項１又は２による本発明の構
成において、前記駆動機構が前記制御手段によって刈取
り装置上昇側に操作されて作動する速度が、前記制御手
段によって刈取り装置下降側に操作されて作動する速度
よりも高速である。

【００１４】〔作用〕刈取り装置の下降制御時には低速
度で制御されて制御目標位置を越えて下降し過ぎること
が発生しにくいようにしながら、上昇制御時には高速度
で制御されて隆起部などの障害物があっても衝突するこ
とが回避しやすいようにしながら制御される。

【００１５】〔効果〕刈取り装置を制御目標位置に精度
よく停止するように下降させて精度よい刈高さ制御がで
きるとともに、障害物に衝突しにくいように上昇させて
刈取り装置の損傷や破損が回避しやすくなる。

【００１６】請求項４による本発明の構成、作用、効果
はつぎのとおりである。

【００１７】〔構成〕請求項１，２又は３による本発明
の構成において、前記刈高さセンサーは、切り株の上端
に接触作用する接触センサーであり、前記刈取り装置に
よる刈幅内に位置する複数条の切り株に接触可能な自走
機体横方向長さを備えている。

【００１８】〔作用〕刈取り装置が複数条の植立茎稈に
切断作用する場合、その刈幅内で機体一端側に位置する
切り株と他端側に位置する切り株とは機体横方向に一直
線条には並ばないで機体前後方向に位置ずれしているこ
とが多い。このため、刈高さセンサーが刈取り装置によ
る刈幅内に位置する複数条の切り株に接触する横方向長
さを備えていることから、刈高さセンサーの機体横方向
での一端側が切り株間に位置して切り株に接触しなくて
も、他端側が切り株に接触するなど、刈高さセンサーは
少なくとも一部において常に切り株に接触して刈高さ検
出を行う。

【００１９】〔効果〕切り株間には隙間が存在する割り
には刈高さセンサーが切り株に確実に接触作用し、刈高
さ検出が確実に行われて精度よい刈高さ制御ができる。

【００２０】請求項５による本発明の構成、作用、効果
はつぎのとおりである。

【００２１】〔構成〕請求項１，２，３又は４による本
発明の構成において、前記設定サンプリング回数を変更
自在に設定する設定器を備えている。

【００２２】〔作用〕サンプリング回数を少なく設定さ
れるように操作して刈取り装置の昇降制御が頻繁に実行
されるように調節したり、サンプリング回数を多く設定
されるように操作して刈取り装置の昇降制御が実行され
る間隔を長く調節したりすることができる。

【００２３】〔効果〕たとえば凹凸が多い圃場の場合に
は、刈取り装置の昇降制御が頻繁に実行されるように調
節して、凹凸が多い割りには刈高さが良好に揃うように
できるとか、凹凸が少ない場合には、刈取り装置の昇降
制御が実行される間隔を長く調節して、制御に伴って発
生する機体振動が少なくなって刈高さが良好に揃うよう
にできるなど、圃場条件が変化しても刈高さ制御が精度
よく行われるように有利に作業できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１に示すように、稲や麦などの
植立茎稈を刈り取り、刈取り茎稈を機体後方に搬送する
刈取り前処理装置Ａを、クローラ式走行装置１および運
転キャビン２を有した自走可能な走行機体の前部にリフ
トシリンダＣによって昇降操作するように連結し、刈り
取り前処理装置Ａからの刈取り茎稈の稈身部分と穂先部
分との全体を扱室に導入して機体前後方向の軸芯まわり
で回動する扱胴３ａによって脱穀処理するように構成し
た脱穀装置３、この脱穀装置３からの脱穀粒を貯留する
穀粒タンク４を走行機体に備えて、コンバインを構成し
てある。

【００２５】前記刈取り前処理装置Ａは、脱穀装置３の
前部に刈取りフレーム５を走行機体横方向の軸芯Ｘまわ
りで前記リフトシリンダＣによって上下に揺動操作する
ように連結し、この刈取りフレーム５の前端部に分草体
６およびバリカン型の刈取り装置７を取り付け、刈取り
フレーム５から延出する支持アーム８に回転リール９を
駆動回動自在に取り付け、刈取りフレーム５の前記刈取
り装置７と脱穀装置３との間に位置する箇所に機体前後
方向に並ぶように配置した第１コンベア１０、オーガ１
１および第２コンベア１２を内装して構成してある。分
草体６は植立茎稈を刈取り対象茎稈と非刈取り対象茎稈
とに分草し、刈取り対象茎稈を回転リール９が機体後方
側に掻き寄せて刈取り装置７が刈り取る。すると、刈取
り装置７からの刈取り茎稈を第１コンベア１０が機体後
方側に搬送し、第１コンベア１０からの刈取り茎稈をオ
ーガ１１が刈取りフレーム５の横方向での中央部に横搬
送し、オーガ１１からの刈取り茎稈を第２コンベア１２
が刈取りフレーム５によって形成してある搬送経路に沿
わせて機体後方に搬送して脱穀装置３の扱室に供給す
る。これにより、刈取り前処理装置Ａは、植立茎稈の株
元を刈取り装置７によって刈取し、刈取り茎稈の穂先部
分と稈身部分の全体を脱穀装置３の扱室に投入する。ま
た、リフトシリンダＣによって刈取り装置７を走行機体
に対して昇降操作でき、この昇降操作を行うことによっ
て刈取り装置７による刈高さを調節できる。

【００２６】図１に示すように、刈取りフレーム５の下
部の前記刈取り装置７よりも機体後方側に位置する箇所
に、刈取り装置７の刈り取り作用が可能な機体横方向幅
Ｗ（図３参照）の全体にわたる機体横方向長さを備えた
板体１３をこの板体１３の前端側に位置する機体横向き
の軸芯Ｙまわりで上下に揺動するように構成して、か
つ、自重によって下降するように構成して取り付け、こ
の板体１３により、刈取り装置７による刈高さを検出す
る接触式の刈高さセンサー１３を構成してある。すなわ
ち、図２（イ）に示すように、刈取り装置７が植立茎稈
に切断作用すると、その後の複数条の切り株の上端に刈
高さセンサー１３の遊端側が接触作用し、刈取り装置７
の対地高さが同一であっても切り株Ｋの高さが異なる
と、刈高さセンサー１３の刈り取りフレーム５に対する
取付け角度Ｂが相違する。このため、刈高さセンサー１
３の取付け角度Ｂを知ることによって刈取り装置７によ
る刈高さを検出できる。また、刈高さセンサー１３が切
り株Ｋに確実に接触して刈高さ検出が確実にできる。す
なわち、刈取り装置７が広い刈り幅を備えて多数条の植
立茎稈に切断作用する場合、その刈り幅内で機体一端側
に位置する切り株と他端側に位置する切り株とは機体横
方向に一直線条には並ばないで機体前後方向に位置ずれ
していることが多い。このため、刈高さセンサー１３の
機体横方向での一端側が切り株間に位置して切り株に接
触しなくても、他端側が切り株に接触して刈高さ検出が
できる。

【００２７】図３に示すように、刈高さセンサー１３が
一体回動自在に備えている回転支軸１３ａに回転式ポテ
ンショメータ１４の操作部を連動させるとともに、この
ポテンショメータ１４に連係させた刈高さ制御手段１５
に、前記リフトシリンダＣの電磁操作可能な制御弁１
６、刈高さ設定器１７およびサンプリング時間設定器１
８を連係させてある。前記刈高さ制御手段１５をマイク
ロコンピュータによって構成するとともに、図４に示す
フロー図に基づいて自動的に作動するように構成し、自
走機体のピッチングなどによって刈取りフレーム５の対
地高さが変化しても刈高さ制御手段１５によるリフトシ
リンダＣの自動操作によって刈高さを所望の設定範囲に
維持させながら作業することを可能にしてある。

【００２８】すなわち、刈高さ設定器１７は人為操作自
在なポテンショメータで成り、この刈高さ設定器１７を
人為的に調節操作することによって、所望の制御目標刈
高さＨＭを設定する。すると、刈高さ設定器１７は、設
定された設定制御目標刈高さＨＭを刈高さ制御手段１５
に維持させるべき刈高さの設定範囲として入力する。こ
の設定範囲とは、制御目標刈高さＨＭに制御上の不感帯
を付加したものである。

【００２９】サンプリング時間設定器１８は人為操作自
在なポテンショメータで成り、このサンプリング時間設
定器１８を人為的に調節操作することによって、所望の
サンプリング時間ｔを設定する。すると、サンプリング
時間設定器１８は、設定された設定サンプリング時間ｔ
を刈高さ制御手段１５に刈高さセンサー１３による検出
刈高さＨをサンプリングさせるための時間として入力す
る。サンプリング時間設定器１８を標準位置に操作する
と、サンプリング時間設定器１８は設定サンプリング時
間ｔとして０．５ｓｅｃを設定する。

【００３０】刈取り制御手段１５は、刈高さセンサー１
３による検出刈高さＨをポテンショメータ１４によって
電気信号に変更して入力し、その検出高さＨをサンプリ
ング間隔時間として予め設定入力してある１０ｍｓｅｃ
毎にサンプリングして記憶して行く。そのサンプリング
を開始してからの経過時間がサンプリング時間設定器１
８による設定サンプリング時間ｔに達し、この設定サン
プリング設定時間ｔと前記サンプリング間隔時間とによ
って決まる設定サンプリング回数だけサンプリングした
全ての検出刈高さＨのうちから値が最も低い最低検出刈
高さＨＬを選択して入力し、この最低検出刈高さＨＬ
が、予め制御停止させるべきものとして設定入力してあ
る設定高さＨＢ以下である否かを判別する。前記最低検
出高さＨＬが前記設定高さＨＢ以下であると判別した場
合、刈取り制御手段１５は刈高さ制御を停止するべきで
あると判断し、制御弁１６を中立位置に操作してリフト
シリンダＣを上昇側に作動させないで停止操作し、刈高
さ制御を停止する。すなわち、たとえば図２（ロ）に示
すように、機体が畝Ｄを横切る方向に走行して刈取りを
行う場合、刈高さセンサー１３が畝間の溝に入って対地
浮上することがある。このように刈高さセンサー１３が
凹部内に入り込んだ場合に刈高さセンサー１３から得ら
れる検出刈高さを前記設定高さＨＢ以下として設定して
ある。つまり、最低検出刈高さＨＬが刈高さセンサー１
３の凹部への落ち込みによって得られたものである場
合、刈高さ制御が実行されると実際の切り株高さが制御
目標刈高さＨＭとは極めて異なる高刈りになるため、こ
のようなことが発生しないように刈高さ制御が停止され
る。

【００３１】サンプリングした検出刈高さＨのうちの最
低検出刈高さＨＬが前記設定高さＨＢより大であると判
別した場合、刈高さ制御手段１５は、この最低検出刈高
さＨＬに基づく刈高さ制御を行う必要があると判断し、
さらに、最低検出刈高さＨＬが刈高さ設定器１７による
制御目標刈高さＨＭより大であるか否かを判別する。最
低検出刈高さＨＬが刈高さ設定器１７による制御目標刈
高さＨＭより大であると判別した場合、刈高さ制御手段
１５は、制御弁１６をパルス制御によって下降側に操作
することによってリフトシリンダＣを下降側に作動速度
Ｖｄで作動するように操作し、最低検出高さＨＬが設定
制御目標刈高さＨＭになるように刈取り装置７を下げ制
御する。

【００３２】最低検出刈高さＨＬが刈高さ設定器１７に
よる制御目標刈高さＨＭより大でないと判別すると、刈
高さ制御手段１５は、さらに最低検出刈高さＨＬが刈高
さ設定器１７による制御目標刈高さＨＭより小であるか
否かを判別する。最低検出刈高さＨＬが刈高さ設定器１
７による制御目標刈高さＨＭより小であると判別し場
合、刈高さ制御手段１５は、制御弁１６をパルス制御に
よって上昇側に操作することによってリフトシリンダＣ
を上昇側に作動速度Ｖｕで作動するように操作し、最低
検出高さＨＬが設定制御目標刈高さＨＭになるように刈
取り装置７を上げ制御する。この時、刈高さ制御手段１
５は、制御弁１６を下降側に操作する時よりも制御弁１
６が一定時間内にシリンダ駆動状態になるトータル時間
が大になるパルス制御によって制御弁１６を上昇側に操
作し、リフトシリンダＣを下降側の作動速度Ｖｄよりも
高速の作動速度Ｖｕで作動させる。つまり、刈取り装置
７が比較的低速度で下降して制御目標位置を越えて下降
し過ぎることが発生しにくいようにしながら、刈取り装
置７が比較的高速度で上昇して隆起部に衝突することが
回避しやすいようにしながら刈高さ制御が行われる。

【００３３】最低検出刈高さＨＬが刈高さ設定器１７に
よる制御目標刈高さＨＭより小でないと判別した場合、
刈高さ制御手段１５は、最低検出刈高さＨＬが制御目標
刈高さＨＭになっていると判断し、制御弁１６を中立位
置に操作することによってリフトシリンダＣを停止状態
に維持し、刈取り装置７の対地高さをそのままに維持す
る。

【００３４】刈高さ制御手段１５は、前記最低サンプリ
ング検出刈取り高さＨＬを制御用に入力すると、この後
は、それまでにサンプリングして記憶していた全ての検
出刈取り高さＨをクリアし、新たに刈高さセンサー１３
による検出刈取り高さＨを１０ｍｓｅｃ毎にポテンショ
メータ１４から入力し、サンプリングして記憶して行
く。

【００３５】〔別実施形態〕上記実施形態にあっては、
前記サンプリング時間設定器１８として、人為操作自在
な設定器を採用していることから、サンプリング時間ｔ
の設定変更ができて有利である。すなわち、凹凸が多い
圃場の場合には、サンプリング時間ｔを短くするように
設定して刈取り装置７の昇降制御が頻繁に実行されるよ
うに調節し、凹凸が多い割りには刈高さが良好に揃うよ
うにしながら作業できる。そして、凹凸が少ない場合に
は、サンプリング時間ｔを長くするように設定して刈取
り装置７の昇降制御が実行される間隔を長く調節し、制
御に伴って発生する機体振動が少なくなってこの面から
も刈高さが良好に揃うなど有利に作業できる。サンプリ
ング時間設定器１８に替え、自走機体が設定距離走行す
る間にサンプリングが行われるように、サンプリングを
行わせるための走行距離を設定するように構成するとと
もに、人為操作によって設定変更できるように構成した
サンプリング距離設定器を採用してもよい。この場合、
標準位置に操作すると、サンプリング走行距離として３
０ｃｍを設定するように構成するとよい。またこの場合
にも、設定変更自在なサンプリング時間設定器１８と同
様に有利に作業できる。これらサンプリング時間設定器
１８やサンプリング距離設定器に替え、刈高さ制御手段
１５が刈高さセンサー１３による検出刈高さＨを０．５
ｓｅｃ間サンプリングしたり、機体が３０ｃｍ走行する
間サンプリングしたりするように、サンプリング回数を
固定して構成して実施してもよい。つまり、刈高さ制御
手段１５にサンプリング作動させるための時間または走
行距離を設定することによって刈高さセンサー１３によ
る検出刈高さＨをサンプリングする回数が決まり、最低
検出高さＨＬに基づいて刈高さ制御を行うことが可能に
なる。したがって、前記サンプリング時間設定器１８や
サンプリング距離設定器を設定サンプリング回数を変更
自在に設定する設定器１８と総称する。

【００３６】前記リフトシリンダＣに替え、エアシリン
ダ、油圧式や電動式のモータと螺子機構とを組み合わせ
て昇降機構などを採用して実施してもよいのであり、こ
れらを駆動機構Ｃと総称する。

【００３７】上記接触センサー１３に替え、機体の所定
高さ箇所から圃場に向けて超音波を送信するとともに切
り株から反射した超音波を受信し、超音波の送信から受
信に要した時間に基づいて刈高さを検出するように構成
した超音波センサーを採用して実施してもよい。したが
って、これらを単に刈高さセンサー１３と総称する。

【００３８】上記実施形態の如く刈取り茎稈の全体を扱
室に投入するように構成したコンバインの他、刈取り茎
稈の穂先部のみを扱室に供給するように構成したコンバ
インなど、各種の刈取り収穫機に適応できる。

【００３９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバイン全体の側面図

【図２】刈高さセンサーの検出作動を示す説明図

【図３】刈高さ制御系のブロック図

【図４】刈高さ制御のフロー図

【符号の説明】

７ 刈取り装置 １３ 刈高さセンサー １５ 制御手段 １８ 設定器 Ｃ 駆動機構 Ｈ 検出刈高さ ＨＬ 最低検出刈高さ ＨＭ 制御目標刈高さ ＨＢ 設定高さ Ｖｄ，Ｖｕ 作動速度 Ｗ 刈幅

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 植立茎稈を刈り取る刈取り装置（７）に
   よる刈高さを検出する刈高さセンサー（１３）、前記刈
   取り装置（７）を走行機体に対して昇降操作する駆動機
   構（Ｃ）、前記刈高さセンサー（１３）による検出刈高
   さに基づいて前記駆動機構（Ｃ）を自動的に操作して前
   記刈取り装置（７）による刈高さを設定範囲に維持する
   制御手段（１５）を備えている刈取り収穫機であって、 前記制御手段（１５）を、前記刈高さセンサー（１３）
   による検出刈高さ（Ｈ）を設定サンプリング回数サンプ
   リングし、サンプリングした検出刈高さ（Ｈ）のうちの
   最低検出刈高さ（ＨＬ）を制御目標刈高さ（ＨＭ）に維
   持するべく前記駆動機構（Ｃ）を操作するように構成し
   てある刈取り収穫機。
2. 【請求項２】 前記制御手段（１５）を、前記最低検出
   刈高さ（ＨＬ）が設定高さ（ＨＢ）以下であると、前記
   駆動機構（Ｃ）を自動的に停止操作するように構成して
   ある請求項１記載の刈取り収穫機。
3. 【請求項３】 前記駆動機構（Ｃ）が前記制御手段（１
   ５）によって刈取り装置上昇側に操作されて作動する速
   度（Ｖｕ）が、前記制御手段（１５）によって刈取り装
   置下降側に操作されて作動する速度（Ｖｄ）よりも高速
   である請求項１又は２記載の刈取り収穫機。
4. 【請求項４】 前記刈高さセンサー（１３）は、切り株
   の上端に接触作用する接触センサーであり、前記刈取り
   装置による刈幅（Ｗ）内に位置する複数条の切り株に接
   触可能な自走機体横方向長さを備えている請求項１，２
   又は３記載の刈取り収穫機。
5. 【請求項５】 前記設定サンプリング回数を変更自在に
   設定する設定器（１８）を備えている請求項１，２，３
   又は４記載の刈取り収穫機。