JP3372364B2 - 田植機の苗植付装置に対する姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機体に駆動ローリ
ングかつ駆動昇降自在に苗植付装置を連結すると共に、
苗植付装置の水平基準面に対するローリング量を検出す
る傾斜検出手段を備え、前記苗植付装置に対して接地圧
の変動に基づいて昇降作動する昇降検出手段を設け、こ
の昇降検出手段の検出結果に基づいて昇降検出手段の苗
植付装置に対する高さを一定に維持するように苗植付装
置を昇降させる昇降制御手段を有している田植機の苗植
付装置に対する姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】苗植付装置を昇降制御する場合に、ハン
チングを防止しながら適切な昇降制御を行うべく、制御
感度を設定する昇降感度設定器を設けているものがあ
る。つまり、苗植付装置に対する昇降検出手段としての
センタフロートの前端部に、その前端部の接地圧に基ず
く上下揺動量を検出するセンサを設け、このセンサの検
出結果に基ずき苗植付装置に対する高さを一定に維持す
るように苗植付装置を昇降させる昇降制御手段を設けて
いるが、昇降感度設定器による設定値を変更し、この変
更設定値と前記センサの検出値とが一致するように、セ
ンタフロートの基準姿勢と接地付勢する付勢手段の付勢
力とを変更することによって制御感度を変更するように
してあった。因みに、制御感度は硬い圃場においては鈍
感に軟らかい圃場においては敏感にするのが基準である
（例えば、特開平６− １０５６０６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の場合に
は、制御感度の調節は作業者が圃面の状態を目視してそ
の感覚で判断し制御感度を設定するのであるから、必ず
しも最適な制御感度が設定されているとはいえず、更
に、精度の高い設定が望まれていた。本発明の目的は、
昇降制御感度の精度の高い設定を行いうる田植機の苗植
付装置に対する姿勢制御装置を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本第１発明による特徴構
成は、前記傾斜検出手段による検出結果の変化度合いが
大なる場合は、前記昇降制御手段の制御感度を鈍感側に
修正するとともに、前記変化度合いが小なる場合は、前
記昇降制御手段の制御感度を敏感側に修正する感度調整
手段を設けている点にあり、その作用効果は次の通りで
ある。

【０００５】

【作用】つまり、昇降制御における制御感度が鈍感な状
態であると、苗植付装置のローリング作動が起こりにく
く、反対に、敏感であるとローリング作動も頻繁に行わ
れるという、昇降制御とローリング制御とが密接に連係
している点に着目し、傾斜検出手段の変化の度合い（頻
繁なローリング作動或いは大きなローリング作動）に応
じて制御感度を切換え、感度設定器の設定値を補正する
感度調整手段を設けた。

【０００６】

【発明の効果】従って、昇降感度設定器による人為設定
を自動的に補正でき、より制御感度を圃面の状態にあっ
た適切なものにすることができるようになった。

【０００７】〔その他の目的・構成・作用・効果〕 請求項２における目的は、車輪跡等の外乱要因を取り除
いて、昇降制御の制御感度を従来よりもより適切にでき
る構成を得ることにあり、その為になされた構成は、走
行機体に駆動ローリング自在に苗植付装置を連結すると
共に、この苗植付装置の左右側部に配置された左右整地
フロート夫々の圃場への沈み込み深さを整地フロートの
溝跡の深さに基づいて計測する左右の溝跡センサ、及
び、苗植付装置の水平基準面に対するローリング量を検
出する傾斜検出手段を備え、前記苗植付装置に対して接
地圧の変動に基づいて昇降作動する昇降検出手段を設
け、この昇降検出手段の検出結果に基づいて昇降検出手
段の苗植付装置に対する高さを一定に維持するように苗
植付装置を昇降させる昇降制御を行うとともに、前記左
右の溝跡センサの計測結果における平均値が大きくなる
程、昇降制御の制御感度を敏感側に補正する制御手段を
備えてあるものにおいて、前記左右の溝跡センサの計測
結果に基づく制御値が、前記傾斜検出手段の検出結果と
食い違いを生ずる場合においては、前記傾斜検出手段の
検出結果に基づいて前記制御値を評価し、評価結果によ
って前記傾斜検出手段の検出結果が溝跡センサの検出結
果に対して圃面が硬い状態を示している場合において
は、前記昇降制御手段の制御感度を鈍感側に修正すると
ともに、評価結果によって前記傾斜検出手段の検出結果
が溝跡センサの検出結果に対して圃面が軟らかい状態を
示している場合においては、前記昇降制御手段の制御感
度を敏感側に修正する感度調整手段を前記制御手段に設
けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。つ
まり、溝跡センサの計測結果のみによって、制御感度の
設定を行っていく場合には次のような不都合な場合があ
る。それは、車輪跡が残っている場合に溝跡センサがそ
の車輪跡を検出した場合には、通常の検出値より深くて
変動の激しい値を検出するところから、左右溝跡センサ
の計測結果における平均値は大きなものになる。そうす
ると、昇降制御手段の制御感度を更に敏感にするような
制御形態となる。ところが、溝跡センサは接地フロート
の後方に位置するので、車輪跡を検出するということ
は、整地フロートの押さえが弱いことを示し、その時点
における制御感度は敏感であると判断でき、溝跡センサ
の検出結果と相反する制御形態となる。そこで、このよ
うな特殊な状態も起こり得ることを加味して、制御感度
が敏感な圃場においては、ローリング作動も頻度が高
く、反対に、制御感度が鈍感な圃場においては、ローリ
ング作動も稀になる、という相関関係にある点に着目し
て、ローリング作動を検出する傾斜検出手段の検出結果
に基づいて、溝跡センサによる計測結果を補完するよう
にした。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に示すように、ステアリング操作される駆動
型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２を備えた走行機
体３の前部にエンジン４、及び、このエンジン４からの
動力を無段階に変速するベルトテンション式の無段変速
装置５を搭載すると共に、この走行機体３の中央部に運
転座席６を配置し、該走行機体３の後端部に対しリフト
シリンダ７で駆動昇降するリンク機構８を介して苗植付
装置Ａを前後姿勢の軸芯Ｘ周りでローリング自在に連結
して乗用型の田植機を構成する。

【０００９】前記運転座席６の右側部に苗植付装置Ａの
昇降制御と、クラッチ機構としての植付クラッチ（図示
せず）の入切り操作とを行う昇降レバー９を備え、運転
座席６の左側部に前記無段変速装置５を操作する変速レ
バー１０を備え、更に、運転座席６の左側のフェンダー
上面には制御ボックス１１を備えている。

【００１０】苗植付装置Ａはマット状苗Ｗを載置する苗
載せ台１２、走行機体３から動力が伝えられる伝動ケー
ス１３、この伝動ケース１３からチェーンケース１４を
介して伝えられる動力で回転するロータリケース１５、
このロータリケース１５に一対ずつ備えられた植付アー
ム１６、３つの整地フロート１７夫々を備えて６条植え
用に構成され、作業時には苗載せ台１２に載置されたマ
ット状苗Ｗの下端から苗を植付アーム１６が１株ずつ切
出して圃場面に植え付ける。

【００１１】図２、図３及び図４に示すように３つの整
地フロート１７が配置され、これらのうち左右の整地フ
ロート１７Ｓ，１７Ｓの左右方向での中央部で圃場面Ｓ
に形成される溝跡Ｇの底部に接触する第１接地部１８、
及び、整地フロート１７Ｓで整地されない圃場面Ｓに接
触する第２接地部１９を横向きの軸芯Ｙ周りで揺動自在
に備え、更に、第１接地部１８、第２接地部１９夫々と
プッシュプルワイヤ２０を介して連係して溝跡Ｇの深さ
を計測するよう操作されるポテンショメータ型の溝跡セ
ンサＴを備えている。

【００１２】尚、溝跡センサＴは、苗植付装置Ａのフレ
ーム４５に対してベアリング４６を介して回動自在に支
持されたパイプ材４７に対して内嵌保持されると共に、
このパイプ材４７、溝跡センサＴの操作軸Ｔａ夫々を回
動操作するよう夫々のプッシュプルワイヤ２０，２０と
連係することで第１接地部１８、第２接地部１９のレベ
ル差、即ち、溝跡Ｇの深さを計測できるよう構成されて
いる。

【００１３】図５に示すように、３つの整地フロート１
７のうち左右の中央位置の整地フロート（以下センタフ
ロート１７Ｃと称する）をチェーンケース１４の下部か
ら後方に延設したアーム２１の後端部に対して横向きの
支軸２２周りで揺動自在に連結し、又、前部を屈伸型の
リンク２３を介して苗植付装置Ａの下部に連結すること
により、その前部を昇降自在に構成すると共に、この前
部位置と連結するロッド２４と、ポテンショメータ型の
フロートセンサ２５の操作アーム２６とを連結し、更
に、操作アーム２６に対しセンタフロート１７Ｃに下方
に向かう付勢力を作用させるバネ２７を設けることでセ
ンタフロート１７Ｃの前部位置の昇降量を計測するよう
構成してある。そして、このフロートセンサ２５の検出
値を維持するように（苗植付装置Ａとセンタフロート１
７Ｃの前部との間隔を一定となるように）苗植付装置Ａ
を昇降させて、昇降制御手段を構成している。

【００１４】図６に示すように、リンク機構８の後端の
縦フレーム８Ａの上端に複動型のローリングシリンダ２
８を水平姿勢で備え、このシリンダ２８から左右に突出
するピストンロッド２８Ａの端部と苗植付装置Ａの縦向
きフレーム２９との間に水平姿勢でローリングバネ３０
を介装し、又、苗植付装置Ａには左右方向への傾斜量を
計測するよう重錘の揺動量を計測する等の構成の傾斜検
出手段としてのローリングセンサ３１を備えている。

【００１５】前記制御ボックス１１の上面には、図７に
示すように、絶対ローリング制御を行う「絶対」位置、
対地ローリング制御行う「対地」、ローリング制御を解
除する「ＯＦＦ」位置の夫々に切換え自在な選択スイッ
チ３２と、ローリング制御モードの自動切換えを許容す
る切換えスイッチ３３と、絶対ローリング制御時に苗植
付装置Ａのローリング角を設定するローリング角度設定
器３４と、強制的にローリング作動させる手動ローリン
グスイッチ３５と、苗植付装置Ａの昇降制御時の制御感
度を人為的に設定する昇降感度設定器３６と、前記ロー
リングセンサ３１の異常、及び、溝跡センサＴの異常夫
々を報知する警報ランプ３７，３８とを備えている。

【００１６】又、苗植付装置Ａの昇降制御時には、制御
目標として前記フロートセンサ２５で計測される値を変
更することによって制御感度が変更されるように構成さ
れている。つまり、操作アーム２６に作用するバネ２７
を圧縮する方向に制御目標を変更すると、このバネ２７
の付勢力によってセンタフロート１７Ｃ前部の上下方向
の動揺が抑制されるとともに、センターフロート１７Ｃ
の制御基準（中立）姿勢が接地圧を受けにくい前上り側
となり、その結果、制御感度が低下し、バネ２７を弛緩
させる方向に制御目標を変更するとセンタフロート１７
Ｃ前部の上下方向への動揺が容易となるとともに、セン
ターフロート１７Ｃの制御基準（中立）姿勢が接地圧を
受けやすい前下り側となり、その結果、制御感度が上昇
するものとなる。

【００１７】図８に示すように、制御手段としてマイク
ロプロセッサを有した制御装置３９に対して前記選択ス
イッチ３２、切換えスイッチ３３、ローリング角設定器
３４、手動ローリングスイッチ３５、昇降感度設定器３
６、左右の溝跡センサＴ，Ｔ、フロートセンサ２５夫々
から信号が入力する系を形成すると共に、前記リフトシ
リンダ７を制御する電磁弁４０、前記ローリングシリン
ダ２８を制御する電磁弁４１、前記一対の警報ランプ３
７，３８夫々に対する出力系を形成してある。

【００１８】〔請求項１に対応する実施例〕 以上のような構成を基本構成として、請求項１に対応す
る実施例について説明する。図９に示すように、先ず昇
降制御及びローリング制御を行う（＃１〜＃２）。ここ
に、ローリング制御を行う形態としては、対地平行制御
の場合は溝跡センサＴの検出結果が同一になるように制
御を行い、絶対水平制御の場合はローリングセンサ３１
の検出結果とローリング角設定器３４の設定値とを一致
させるように制御を行う。又、昇降制御を行う形態とし
ては、苗植付装置Ａとセンタフロート１７Ｃ前部との間
隔が一定となるようにつまりフロートセンサ２５の検出
値が一定となるように制御を行い、制御感度を昇降感度
設定器３６で設定する。次に、昇降感度の補正を行うに
当たり、ローリングセンサ３１からの検出結果を取り込
む（＃３）。この検出結果に基づいて＃４で示すような
演算を行うことによって、ローリングセンサ３１からの
検出結果の変化度合いを見てみる。ここに、変化度合い
とは、ローリングセンサ３１の検出結果が頻繁に変化す
る状態であるか、又は、その１回のローリング作動が大
きいか否かの状態であるかを見ることをいう。これはな
にを意味するかというと、圃面が軟らかいとローリング
作動がし易く、圃面が硬いとローリング作動がしにくい
という関係に基ずくものであり、これにより、基準値α
1 とα2 とを設定し、ローリングセンサ３１の検出結果
を評価して、昇降感度設定器３６の感度設定に拘わらず
昇降感度を変更する（＃５〜＃７）。 上記した制御フ
ローには記載はしていないが、ローリングセンサ３１の
検出値において一回目の検出値において前記した基準値
α2 を越えるような値を検出した場合においては、デー
タが正常なものではないと考えられるので、このデータ
は採用しない。以上のような制御形態を感度調整手段と
いう。

【００１９】〔請求項２に対応する実施例〕 次に、請求項２に対応する実施例について説明する。図
９に示すように、先ず昇降制御及びローリング制御を行
う（＃１〜＃２）。ここに、ローリング制御を行う形態
としては、対地平行制御の場合は溝跡センサＴの検出結
果が同一になるように制御を行い、絶対水平制御の場合
はローリングセンサ３１の検出結果とローリング角設定
器３４の設定値とを一致させるように制御を行う。又、
昇降制御を行う形態としては、苗植付装置Ａとセンタフ
ロート１７Ｃ前部との間隔を一定となるようにつまりフ
ロートセンサ２５の検出値を一定となるように制御を行
い、制御感度は次のように設定される。つまり、この制
御感度は、前記溝跡センサＴによって計測される溝跡Ｇ
が深いほど圃場が軟質であるので、この溝跡センサＴの
計測結果により自動的に制御感度が変更されるよう制御
動作が設定され、更に、溝跡センサＴが故障した際に
は、前記昇降制御感度設定器３６に設定された制御感度
で昇降制御を行うよう制御動作が設定されている（制御
動作は詳述せず）。上記のように、昇降感度を設定する
に溝跡センサＴ，Ｔからの検出結果に基づいて行うの
で、この溝跡センサＴ，Ｔが車輪跡等に入り込んだ場合
には、圃場の硬軟状態と異なる制御をすることがあるの
で、ローリングセンサ３１の値に基づいて補正を加える
ことにする。ここにその補正の態様としては、制御フロ
ーとしては示していないが、ローリングセンサ３１の検
出結果に基づく結論と、溝跡センサ３１に基ずく結論と
に食い違いが出た場合においては、ローリングセンサ３
１の検出結果を優先して採用し、制御感度を適性に設定
するようにする。以上のような制御形態を感度調整手段
という。

【００２０】〔別実施例〕 上記実施例においては、昇降感度を補正するにローリン
グセンサ３１の検出結果を使用しているが、検出結果の
処理方法としては、検出頻度だけを見て制御を行うこと
も可能である。

【００２１】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】田植機の全体側面図

【図２】整地フロート等の配置を示す平面図

【図３】側部の整地フロートの部位の側面図

【図４】溝跡センサの検出系の概略図

【図５】中央部の整地フロートの前部の側面図

【図６】ローリング駆動系の正面図

【図７】制御ボックスの平面図

【図８】制御系のブロック回路図

【図９】ローリング制御動作のフローチャート

【符号の説明】

１７Ｓ 整地フロート １７Ｃ 昇降検出手段 ３１ 傾斜検出手段 ３９ 制御手段 Ａ 苗植付装置 Ｔ 溝跡センサ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に駆動ローリングかつ駆動昇降
   自在に苗植付装置（Ａ）を連結すると共に、苗植付装置
   （Ａ）の水平基準面に対するローリング量を検出する傾
   斜検出手段（３１）を備え、前記苗植付装置（Ａ）に対
   して接地圧の変動に基づいて昇降作動する昇降検出手段
   （１７Ｃ）を設け、この昇降検出手段（１７Ｃ）の検出
   結果に基づいて昇降検出手段（１７Ｃ）の苗植付装置
   （Ａ）に対する高さを一定に維持するように苗植付装置
   （Ａ）を昇降させる昇降制御手段を有している田植機の
   苗植付装置に対する姿勢制御装置であって、 前記傾斜検出手段（３１）による検出結果の変化度合い
   が大なる場合は、前記昇降制御手段の制御感度を鈍感側
   に修正するとともに、前記変化度合いが小なる場合は、
   前記昇降制御手段の制御感度を敏感側に修正する感度調
   整手段を設けている田植機の苗植付装置に対する姿勢制
   御装置。
2. 【請求項２】 走行機体に駆動ローリング自在に苗植付
   装置（Ａ）を連結すると共に、この苗植付装置（Ａ）の
   左右側部に配置された左右整地フロート（１７Ｓ），
   （１７Ｓ）夫々の圃場への沈み込み深さを整地フロート
   （１７Ｓ）の溝跡の深さに基づいて計測する左右の溝跡
   センサ（Ｔ），（Ｔ）、及び、苗植付装置（Ａ）の水平
   基準面に対するローリング量を検出する傾斜検出手段
   （３１）を備え、前記苗植付装置（Ａ）に対して接地圧
   の変動に基づいて昇降作動する昇降検出手段（１７Ｃ）
   を設け、この昇降検出手段（１７Ｓ）の検出結果に基づ
   いて昇降検出手段（１７Ｃ）の苗植付装置（Ａ）に対す
   る高さを一定に維持するように苗植付装置（Ａ）を昇降
   させる昇降制御を行うとともに、前記左右の溝跡センサ
   （Ｔ），（Ｔ）の計測結果における平均値が大きくなる
   程、昇降制御の制御感度を敏感側に補正する制御手段を
   備えてある田植機の苗植付装置に対する姿勢制御装置で
   あって、 前記左右の溝跡センサ（Ｔ），（Ｔ）の計測結果に基づ
   く制御値が、前記傾斜検出手段（３１）の検出結果と食
   い違いを生ずる場合においては、前記傾斜検出手段（３
   １）の検出結果に基づいて前記制御値を評価し、評価結
   果によって前記 傾斜検出手段の検出結果が溝跡センサの
   検出結果に対して圃面が硬い状態を示している場合にお
   いては、前記昇降制御手段の制御感度を鈍感側に修正す
   るとともに、評価結果によって前記傾斜検出手段の検出
   結果が溝跡センサの検出結果に対して圃面が軟らかい状
   態を示している場合においては、前記昇降制御手段の制
   御感度を敏感側に修正する感度調整手段を前記制御手段
   に設けてある田植機の苗植付装置に対する姿勢制御装
   置。