JP3302599B2 - 田植機の昇降制御装置 - 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、植付深さを所定レ
ベルに安定維持させる自動昇降制御を行うようにした田
植機に係り、詳しくは、田面の起伏や凹凸での走行に起
因して急激に苗植付装置が上昇しても浮苗が生じないよ
うにする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動昇降制御装置を備えた田植機では、
接地フロートが所定高さレベルよりも上昇すると油圧シ
リンダを短縮動させ、接地フロートが所定高さレベルよ
りも下降すると油圧シリンダを伸長動させる制御を行う
ことにより、植付深さを具合の良い値に安定維持させる
ようにしている（例えば、特開平５‐２６０８２２号公
報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述した自動昇降制御
手段により、植付作業走行中では圃場耕盤の起伏や凹凸
に追従できるように、絶えず植付装置は走行機体に対し
て昇降動するのであるが、近年のように苗植付装置の重
量が種々の装置付設によって重くなり、かつ、走行速度
が速くなると、田面の高さ変化に昇降動が追いつかなく
なって植付乱れの生じることがある。特に、代掻き作業
時にトラクタが残した轍に後輪が乗り上げる等の植付装
置が急激に昇降動する場合には、現在の自動昇降制御で
はその昇降速度を相殺して植付地面に追従させるための
素早い昇降速度が物理的に実現できない面がある。

【０００４】従って、深植えや浅植えになったり、極端
なときには浮苗が生じるおそれがあり、改善の余地が残
されていた。深植えの場合には一応苗植付けとして成立
するものであるが、浮苗は欠株となって都合が悪いの
で、これは何としも避けるようにするのが望ましい。上
記実情に鑑みて本発明の目的は、自動昇降制御手段の見
直し等により、田面の起伏等による急激な機体昇降動に
も苗植付装置の昇降動が追従できるようにして、浮苗を
解消できるようにする点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕第１発明は、植付装置昇降用のリンク機構と機
体後部とに亘り、油圧シリンダを架設連結するととも
に、油圧シリンダ用の制御弁を設け、接地フロートの上
下動検出に基づいて制御弁を切換作動させて、植付装置
の対地高さレベルを安定維持可能な自動昇降制御手段を
備えてある田植機の昇降制御装置において、機体の上下
方向の加速度を検出可能な加速度センサを設け、この加
速度センサによる検出値が所定値以上になると、植付装
置が下降する方向に自動昇降制御手段を補正する下げ補
正手段を備えてあることを特徴とする。

【０００６】第２発明は、第１発明において、加速度セ
ンサを、前後輪間の前後中央域に配置してあることを特
徴とする。

【０００７】第３発明は、第１発明において、加速度セ
ンサを、前後輪間の前後中央よりも後方側に配置してあ
ることを特徴とする。

【０００８】第４発明は、植付装置昇降用のリンク機構
と機体後部とに亘り、油圧シリンダを架設連結するとと
もに、油圧シリンダ用の制御弁を設け、接地フロートの
上下動検出に基づいて制御弁を切換作動させて、植付装
置の対地高さレベルを安定維持可能な自動昇降制御手段
を備えてある田植機の昇降制御装置において、機体の左
右軸心回りの角加速度を検出可能な角加速度センサを設
けるとともに、油圧シリンダの作動速度を可変設定可能
な昇降速度調節手段を設け、機体前部が下降する方向の
検出角加速度が所定値以上になると、自動昇降制御手段
による植付装置の下降速度を速くする下降速度制御手段
を備えたことを特徴とする。

【０００９】〔作用〕請求項１の構成によれば、機体の
上下方向の加速度を検出する加速度センサの検出値が、
所定値以上になれば植付装置が下降する方向に自動昇降
制御手段が補正されるものであり、少なくとも浮苗の生
じることは回避できるものである。すなわち、植付装置
は機体の後方に配置されているので、前輪が上がるか後
輪が下がるかすれば植付装置は下降するので、自動昇降
制御によって植付装置を上昇させるとともに、前輪が下
がるか後輪が上がるかすれば植付装置は上昇するので、
自動昇降制御によって植付装置を下降させるようにな
る。

【００１０】従って、自動昇降制御による昇降動が追い
つかなくなると、植付装置を追従上昇させる場合には深
植えとなり、追従下降させる場合には浅植え又は浮苗に
なるという傾向となるが、前述したように、深植え傾向
になれば多少成育に影響が出ることはあっても、植付け
自体は完了できるのに対し、田面に苗が届かない浮苗で
は植付けが不可となり、欠株となる不具合が生じる。

【００１１】そこで、下げ補正手段の働きにより、急激
な機体の上下移動があれば、とにかく植付装置が下降す
る方向に自動昇降制御が機能するようにしてあるから、
深植え傾向となる前輪が上がるか後輪が下がるかする場
合には、その深植え傾向が強くなるものではあるが、浅
植え又は浮苗を招く前輪が下がるか後輪が上がるかする
場合には、浅植え傾向が残ることはあっても浮苗は生じ
ないようになる。つまり、上下方向の加速度を検出して
下降補正させるだけの簡単な制御機能の付加により、深
植えになることはあっても欠株となることは避けられる
のである。

【００１２】請求項２の構成によれば、前後輪間の前後
中央域に加速度センサを配置してあるから、前輪の昇降
による機体の上下移動と、後輪の昇降による機体の上下
移動とを同レベルで検出できるようになり、比較的安定
した下げ補正制御を行うことができて、自動昇降制御の
精度向上に寄与するようになる。

【００１３】請求項３の構成によれば、次のような作用
がある。前輪が凸部を通過するときには後輪の接地点を
中心として機体が揺動昇降し、後輪が凸部を通過すると
きには前輪の接地点を中心として機体が揺動昇降するよ
うになるから、機体後方の植付装置は、前輪の昇降によ
る機体の上下動に関してはほぼ同レベルか少し縮小され
た状態で上下動し、後輪の昇降による機体の上下動に関
しては、それを増幅して受けるようになる。つまり、前
輪と後輪とが同量昇降しても、それによる植付装置の昇
降制御量は、後輪昇降の場合に方が大になる。

【００１４】しかして、前輪と後輪との前後中央よりも
後輪寄りの位置に加速度センサを配置してあるので、加
速度センサは、前輪の昇降による機体の上下移動より
も、後輪の昇降による機体の上下移動に対して敏感に反
応するようになり、前輪と後輪とが同量昇降した場合に
おける植付装置の昇降制御感度を、互いに同レベルに、
又はそれに近い状態に揃えることが可能になる。従っ
て、起伏や凹凸を前輪が通過した場合でも、後輪が通過
した場合でも、それによる実際の植付装置の昇降量に見
合った下げ補正制御が行えるようになる。

【００１５】請求項４の構成は、機体の左右軸心回りの
角加速度を検出可能な角加速度センサと、油圧シリンダ
の作動速度を可変設定可能な昇降速度調節手段とを設
け、機体前部が下降する方向の検出角加速度が所定値以
上になると、自動昇降制御手段の働きによる植付装置の
下降速度を速くする制御を行うものである。前述したよ
うに、機体の上下動の殆どは前輪接地点又は後輪接地点
を中心とした揺動昇降、すなわちピッチングであり、凹
凸を通過する際に、機体が左右軸心回りに急激に移動す
る挙動を示すことにもなる。

【００１６】故に、前述したピッチング方向の大なる角
加速度が作用すると、自動昇降制御による植付装置の下
降移動時には、その下降速度が速められるので、急激に
機体が上下動しても植付装置を田面に追従下降できるよ
うになり、浮苗の発生を回避することが可能になる。

【００１７】〔効果〕請求項１〜３のいずれに記載の昇
降制御装置でも、機体の上下方向の加速度検出に基づい
て自動昇降制御手段を植付装置が下降する方向に補正さ
せることにより、機体が急激に上下動しても浮苗の生じ
ることが解消され、欠株のない良好な植付作業が行える
ようになった。

【００１８】請求項２に記載の昇降制御装置では、加速
度センサを前後輪間の中央に配置することにより、機体
の上下動が前輪の昇降に因る場合でも後輪の昇降に因る
場合でも、加速度センサは同じ精度で検出作動でき、下
げ補正制御の安定作動に寄与する利点がある。

【００１９】請求項３に記載の昇降制御装置では、加速
度センサを前後輪間の中央から後輪寄りに配置すること
により、下げ補正制御手段による下降側への補正を、植
付装置の実際の昇降動に応じたものに設定でき、下げ補
正制御の安定作動により一層寄与できる利点が得られ
た。

【００２０】請求項４に記載の昇降制御装置では、機体
のピッチング検出によって自動昇降制御手段による植付
装置の下降速度を調節する手段により、機体が急激に前
下り揺動しても浮苗の生じることが解消され、欠株のな
い良好な植付作業が行えるようになった。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１に田植機が示され、１は前
輪、２は後輪、３は機体、４はエンジン、５は後部ミッ
ションケース、６は昇降リンク機構、７は運転席、８は
単動型の昇降用油圧シリンダ、Ａは植付装置である。
尚、９は植付装置Ａに対する昇降レバーである。

【００２２】昇降リンク機構６は、アッパーリンク６Ａ
とロアーリンク６Ｂとを備えた平行四連リンクであり、
後部ミッションケース５に固定のブラケット１１とアッ
パーリンク６Ａとに亘り、油圧シリンダ８とサスペンシ
ョンバネ１０とを直列状態で架設連結してある。油圧シ
リンダ８は、伸び側には強制駆動されるが、縮み側には
植付装置Ａの自重作用によって作動する構造である。

【００２３】この田植機では、植付深さを所定の状態に
維持させる自動昇降制御手段Ｂ、及びこの自動昇降制御
手段Ｂを植付装置Ａが下降する方向に補正する下げ補正
手段Ｃを備えてあり、次に説明する。

【００２４】図２に示すように、油圧シリンダ８用の電
磁比例型の制御弁（昇降速度調節手段Ｅの一例）２４
と、左右中央のセンター接地フロート２２の上下動を検
出するポテンショメータ等のフロートセンサ２３とを設
け、フロートセンサ２３の検出情報に基づいて制御弁２
４を切換作動させて、植付装置Ａの対地高さレベルを安
定維持させる公知の自動昇降制御を行うべく、自動昇降
制御手段Ｂを制御装置２５に備えてある。

【００２５】図１に実線で示すように、機体の上下方向
の加速度を検出可能な加速度センサ２６を機体３におけ
る前輪１と後輪２との前後間の中央に配置してあり、こ
の加速度センサ２６による検出値が所定値以上のときに
は、自動昇降制御手段Ｂによるそのときの昇降指令の如
何に拘わらずに、油圧シリンダ８が短縮する方向に制御
弁２４を切換えるように下げ補正制御手段Ｃが機能す
る。前記所定値は、予め制御装置２５に記憶させてあ
り、その記憶値と検出値とを比較して判断する機能も制
御装置２５に備えてある。

【００２６】すなわち、前輪１が凸部に乗り上げるか、
後輪２が凹部に落ち込むか等して、機体３が前上り傾向
で上下動する場合には、植付装置Ａは下降することにな
るので、自動昇降制御手段Ｂの機能によって植付装置Ａ
を上昇させる指令を出すことになる。ところが、その前
上り傾向の上下動が急激であると、本来の上昇指令に代
えて下げ指令を出し、制御弁２４を下げ側に切換えるの
である。この場合には、植付装置Ａは自重下降するの
で、田面が接地フロート２２を介して植付装置Ａを強く
押し上げるような状態になり、比較的深植え傾向が強く
なる。

【００２７】又、前輪１が凹部に落ち込むか、後輪２が
凸部に乗り上げるか等して、機体３が前下り傾向で上下
動する場合には、植付装置Ａは上昇することになるの
で、自動昇降制御手段Ｂの機能によって植付装置Ａを下
降させる指令を出すことになる。そして、その前下り傾
向の上下動が急激であると、本来の下げ指令による制御
弁２４の下げ側への弁開度を大きくして、植付装置Ａの
自重による下降速度が速くなるように制御されるのであ
る。従って、相対的に急速に下降する田面に植付装置Ａ
の下降が追従可能になり、浮苗の発生を防止するのであ
る。

【００２８】つまり、機体３の所定以上の急激な上下動
が生じると、とにかく植付装置Ａが下がる方向に自動昇
降制御手段Ｂを機能させ、多少の過剰の深植え傾向は許
容することによって浮苗は絶対に生じさせないようにす
るのである。

【００２９】図３に示すように、植付装置Ａは前後軸心
Ｚ回りでローリング自在に昇降リンク機構６に支持され
るとともに、左右のバネ１１，１１を介しての電動機構
１２で駆動ローリング可能に構成されている。電動機構
１２は、モータ１２ａに連動されるネジ軸１２ｂに、両
バネ１１，１１に連結されたコマ部材１６を螺合して構
成してある。そして、苗載台１３に、これの左右方向の
絶対傾斜角を検出する水平センサ１４を設けるととも
に、植付装置Ａの目標ローリング姿勢を設定するローリ
ング角設定器１５を備え、田面の左右傾斜に拘わらず
に、植付装置Ａの左右姿勢を設定器１５による設定姿勢
に維持できるように、水平センサ１４の検出情報に基づ
いて電動シリンダ１２を操作する公知のローリング制御
手段Ｆを制御装置２５に備えてある。

【００３０】図４に示すように、水平センサ１４の出力
電圧は、絶対水平付近では緩やかに増減変化し、傾斜角
が大きくなるとその増減変化も大きくなる非線型に設定
されている。これは、苗載台１３のローリング姿勢がふ
らふらせず安定するようにバネ１１，１１による引張り
力を強くすると、苗載台１３が水平姿勢付近となる状態
ではローリング制御上でハンチングが生じ易くなること
に対処したものである。つまり、絶対水平に近づくと、
苗載台１３の単位傾斜角当たりの水平センサ１４の出力
変化を小さくすることで、ローリング制御作動が穏やか
になって植付装置Ａを水平に保ち易くなり、安定した植
付作業が行えるのである。

【００３１】図５に示すように、エンジン４で駆動され
るポンプ１８と、全油圧式のパワーステアリング装置２
０とを電磁比例弁１９を介して接続するとともに、パワ
ーステアリング装置２０の負荷圧を検出する負荷検出手
段２１を設け、この負荷検出手段２１の検出圧が高いと
電磁比例弁１９の開度を大にし、検出圧が低いと電磁比
例弁１９の開度を小に制御するパワステ制御装置２７を
備える。

【００３２】つまり、電磁比例弁１９の開度を負荷圧の
大小に比例させて、単位時間当たりの給排油量を自動的
に増減調節するものであり、泥の軟硬等の圃場条件変化
に対して一定のパワーアシストが可能になり、常にフィ
ーリングの良いステアリング操作が行えるパワーステア
リング装置２０が形成されるようにしてある。ところ
で、図５に仮想線で示すように、ポンプを流量可変ポン
プ１８Ａとして、これの吐出量も増減調節する構成を追
加しても良く、加えて、そのときに電磁比例弁１９を省
略しても可である。

【００３３】〔別実施形態〕 図１に仮想線で示すように、加速度センサ２６を前
輪１と後輪２との前後方向中央よりも後輪２側に寄せた
位置に配置しても良い。このセンサ配置での下げ補正制
御手段Ｃは、前輪１の上下動による場合よりも後輪２の
上下動による場合の方が敏感に反応するようになり、
「作用」の項で説明したように、浮苗の発生する確率を
より一層低くすることができる。

【００３４】 図１に示すように、機体３の左右軸心
回りの角加速度を検出可能な角加速度センサ２８を設け
るとともに、油圧シリンダ８の作動速度を可変設定可能
な昇降速度調節手段Ｅを設け、機体前部が下降する方向
の検出角加速度が所定値以上になると、自動昇降制御手
段Ｂによる植付装置Ａの下降速度を速くする下降速度制
御手段Ｄを備えた田植機でも良い。

【００３５】すなわち、図６に示すように、前輪１と後
輪２との前後中央位置の機体３に角加速度センサ２８を
配置し、この角加速度センサ２８の角加速度及びその方
向との検出情報に基づいて、昇降速度調節手段Ｅの一例
である電磁比例制御弁２４を操作する。具体的には、機
体３の単位時間当たりの前上り角度変化が大きくなる
と、自動昇降制御手段Ｂによる植付装置Ａの上昇速度が
遅くなり、かつ、機体３の単位時間当たりの前下り角度
変化が大きくなると、自動昇降制御手段Ｂによる植付装
置Ａの下降速度が速くなるように下降速度制御手段Ｄが
機能する。

【００３６】従って、いずれの場合でも植付装置Ａが確
実に田面に追従するようになり、浮苗の発生を阻止でき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用型田植機の側面図

【図２】植付装置の自動昇降制御系統を示すブロック図

【図３】植付装置のローリング駆動構造を示す背面図

【図４】水平センサの出力特性グラフを示す図

【図５】パワーステアリング制御系統を示すブロック図

【図６】角加速度センサを用いた自動昇降制御系統を示
すブロック図

【符号の説明】

１ 前輪 ２ 後輪 ６ リンク機構 ８ 油圧シリンダ ２２ 接地フロート ２４ 制御弁 ２６ 加速度センサ ２８ 角加速度センサ Ａ 植付装置 Ｂ 自動昇降制御手段 Ｃ 下げ補正制御手段 Ｄ 下降速度制御手段 Ｅ 昇降速度調節手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 植付装置昇降用のリンク機構と機体後部
   とに亘り、油圧シリンダを架設連結するとともに、前記
   油圧シリンダ用の制御弁を設け、接地フロートの上下動
   検出に基づいて前記制御弁を切換作動させて、前記植付
   装置の対地高さレベルを安定維持可能な自動昇降制御手
   段を備えてある田植機の昇降制御装置であって、 機体の上下方向の加速度を検出可能な加速度センサを設
   け、この加速度センサによる検出値が所定値以上になる
   と、前記植付装置が下降する方向に前記自動昇降制御手
   段を補正する下げ補正手段を備えてある田植機の昇降制
   御装置。
2. 【請求項２】 前記加速度センサを、前後輪間の前後中
   央域に配置してある請求項１に記載の田植機の昇降制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記加速度センサを、前後輪間の前後中
   央よりも後方側に配置してある請求項１に記載の田植機
   の昇降制御装置。
4. 【請求項４】 植付装置昇降用のリンク機構と機体後部
   とに亘り、油圧シリンダを架設連結するとともに、前記
   油圧シリンダ用の制御弁を設け、接地フロートの上下動
   検出に基づいて前記制御弁を切換作動させて、前記植付
   装置の対地高さレベルを安定維持可能な自動昇降制御手
   段を備えてある田植機の昇降制御装置であって、 機体の左右軸心回りの角加速度を検出可能な角加速度セ
   ンサを設けるとともに、前記油圧シリンダの作動速度を
   可変設定可能な昇降速度調節手段を設け、機体前部が下
   降する方向の検出角加速度が所定値以上になると、前記
   自動昇降制御手段による前記植付装置の下降速度を速く
   する下降速度制御手段を備えてある田植機の昇降制御装
   置。