JP3503269B2 - 水田用農作業機の昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、機体に対して作業機部
分が昇降可能に装着された水田用農作業機の昇降制御装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】作業機部分に接地体を左右軸回りに揺動
自在に設け、該接地体の向い角（水平面に対する接地体
の進行方向の角度）の変化に基づき機体に対して作業機
部分を昇降させ、作業機部分の対地高さを常に一定に維
持する水田用農作業機の昇降制御装置がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】発進時や前輪が耕盤の
凸部に乗り上げた時には図１２（ａ）の如く機体が前上
りになり、また停止時や前輪が耕盤の凹部に落ち込んだ
時には図１２（ｂ）の如く機体が後上りになる。このよ
うな機体の前後傾斜による作業機部分の対地高さ変動
は、圃場表土面の凹凸による対地高さ変動に比べて、変
動の幅が大きく、しかも急激である。このため、接地体
の向い角に基づく作業機部分の昇降制御だけでは対応で
きず、制御遅れが生じていた。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の構成とした。すなわち、本発明にかか
る水田用農作業機の昇降制御装置は、作業機部分に接地
体を左右軸回りに揺動自在に設け、該接地体の向い角の
変化に基づき機体に対して作業機部分を昇降させ、作業
機部分の対地高さを常に一定に維持する水田用農作業機
の昇降制御装置において、圃場表土面から受ける反力に
応じて作業機部分が左右軸回りに所定の範囲内で回動す
ることを許容するピッチング機構を設けると共に、機体
の前後傾斜を検出する前後傾斜センサを設け、この前後
傾斜センサによって検出される機体の前後傾斜が前記ピ
ッチング機構の作業機部分回動範囲を超える角度となる
と、その前後傾斜センサの検出値に応じて向い角の制御
目標値を補正するように構成したことを特徴としてい
る。 【０００５】 【作用】前後傾斜センサに検出される機体の前後傾斜が
ピッチング機構の作業機部分回動範囲内であるときは、
ピッチング機構の働きで圃場表土面から受ける反力に応
じて作業機部分が左右軸回りに回動し、接地体の向い角
を制御目標値に保つ。前後傾斜センサに検出される機体
の前後傾斜がピッチング機構の作業機部分回動範囲を超
えているときは、ピッチング機構による作業機部分の左
右軸回りの回動では対応しきれない分だけ接地体の向い
角が変わり、その向い角の変化量に基づいて機体に対し
て作業機部分を昇降させる。 【０００６】すなわち、機体の前後傾斜が小さいときは
ピッチング機構で対応し、機体の前後傾斜が大きいとき
は接地体の向い角に基づく制御で対応するということで
あり、これにより、接地体の対地高さの変動が大きかっ
たり、急激である場合でも、正確かつ迅速な作業機部分
の昇降制御を行うことができる。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の一実施例として、乗用田植機
の昇降制御装置について説明する。この乗用田植機１
は、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して作業
機部分である植付部４を昇降可能に装着した構成となっ
ている。 【０００８】走行車体２は、左右各一対の前輪２ａ，２
ａ及び後輪２ｂ，２ｂを備えた四輪駆動車両で、機体の
前部に配したミッションケース５の背面部から後方に延
ばして設けたメインフレーム６の上にエンジン７が搭載
され、さらに該エンジンの上に燃料タンク８が配置され
ている。エンジン７の上部と燃料タンク８を覆うエンジ
ンカバー１０の上に操縦席１１が設置され、その前方に
ハンドル１２が設けられている。これら操縦席１０とハ
ンドル１１の周辺部に、各種操作レバーＬ，…、各種操
作ペダルＰ，…、操作パネル１３、操作ボックス１４等
が設けられている。 【０００９】次に、操縦席１１の支持部の構造について
説明する。エンジンカバー１０の上面左右両側部にレー
ル１６，１６が敷設してあり、該レールに操縦席側のス
ライド部材１７，１７が摺動自在に係合している。そし
て、左右のスライド部材１７，１７に掛け渡して設けた
支持軸１８に、操縦席１１の下面前端部に固着した取付
片１９，１９が回動自在に連結されている。操縦席１１
の下面後部は、エンジンカバー１０の上面に固着の支持
台２０に支持される。よって、燃料タンク８への給油時
等に、支持軸１８を支点にして操縦席１１を上側に回動
することができる。 【００１０】また、操縦席１１はレール１６，１６に沿
って前後にスライド自在で、３段階に位置調節すること
ができる。この位置調節に用いるスライド操作レバー２
２は、右側のスライド部材１７にレバー取付部材２３を
介して前後軸回りに回動自在に取り付けられていて、レ
ール１６の前後３か所に形成された切欠部１６ａ，…に
レバーの係止部２２ａが係合するようになっている。操
縦席の位置調節に際しては、スライド係止レバーの係止
部２２ａを切欠部１６ａ，…から外した状態で操縦席１
１を前後にスライドさせ、任意の切欠部１６ａにスライ
ド係止レバーの係止部２２ａを係合させて操縦席１１を
固定する。 【００１１】前記操作ボックス１４は、左右のレール１
６，１６を連結する連結板２４に基部が固着され右側方
に突出する支持板２５の先端部に支持されている。よっ
て、操縦席１１がスライドすると操作ボックス１４もス
ライドし、操縦席１１を位置調節しても操縦席１１と操
作ボックス１４の位置関係が変わらないようになってい
る。 【００１２】なお、操作ボックス１４は、植付部４の位
置制御関連の操作具、ランプ等をまとめて設けたもの
で、前部上面には制御装置の作動状態を示す表示ラン
プ、例えば異常ランプ２７、自動モードランプ２８、セ
フティモードランプ２９が設けられ、上蓋１４ａの下側
には制御装置を操作する操作具、例えば昇降制御感度調
節ダイヤル３０、傾き調節ダイヤル３１、ローリング入
・切スイッチ３２、ローリング手動スイッチ３３が設け
られ、側蓋１４ｂの内側には稀にしか使用しない操作
具、例えばローリング制御感度調節ダイヤル３４、チェ
ックスイッチ３５、手動昇降スイッチ３６が設けられて
いる。 【００１３】昇降リンク装置３は平行リンク構成であっ
て、１本の上リンク４０及び左右一対の下リンク４１，
４１を備えている。これらリンク４０，４１，４１は、
その基部側がメインフレーム１１，１１の後端部に立設
したリンクベースフレーム４２に回動自在に取り付けら
れ、その先端側に縦リンク４３が連結されている。縦リ
ンク４３には植付部４をローリング自在に連結するため
のローリング軸４３ａが設けられている。メインフレー
ム１１，１１に固着した支持部材（図示せず）と上リン
ク４０に一体形成したスイングアーム４４の先端部との
間に昇降作動用油圧シリンダ４５が介装されており、該
シリンダを油圧で伸縮させることにより、上リンク４０
が上下に回動し、縦リンク４３に装着した植付部４がほ
ぼ一定姿勢のまま昇降する。 【００１４】上リンク４０と縦リンク４３の連結部に
は、植付部４（作業機部分）が左右軸回りに所定の範囲
内で回動することを許容するピッチング機構４７が構成
されている。すなわち、縦リンク４３に形成された長穴
４３ａ（下リンク４１，４１のピン４１ａを中心とする
円弧状をしている）に上リンク４０側のピン４０ａを遊
嵌させ、上リンク４０の中間部と縦リンク４３の上端部
との間に設けたスプリンク４８によって縦リンク４３の
上部を前側に引っ張っている。よって、植付部４は左右
軸であるピン４１ａを支点にして長穴４３ａの範囲内で
回動自在であり、植付部４が圃場表土面から受ける反力
に応じて植付部４の姿勢が変化する。すなわち、圃場表
土面から受ける反力が小さく、植付部４を下側に回動さ
せようとするモーメントの方がそれに対抗するスプリン
グ４８の張力によるモーメントよりも大きいときは、長
穴４３ａの前端部にピン４０ａが係合する姿勢になる。
その状態から、圃場表土面から受ける反力が大きくな
り、植付部４を下側に回動させようとするモーメントと
それに対抗するスプリング４８の張力によるモーメント
とが釣り合うと、長穴４３ａの中間部にピン４０ａが係
合する姿勢になる。さらに、圃場表土面から受ける反力
が一定以上であると、長穴４３ａの後端部にピン４０ａ
が係合する姿勢になる。このピッチング機構による植付
部の回動範囲の角度θは例えば３度程度である。 【００１５】植付部４は６条植えの構成となっていて、
フレームを兼ねる伝動ケース５０に、６条分の苗を載せ
ておく苗載台５１と、該苗載台上の苗を圃場面に植え付
ける６組の植付装置５２，…等が組み付けられている。 【００１６】植付部４の下側には、センターフロート５
４と左右一対のサイドフロート５５，５５が設けられて
いる。これらフロート５４，５５，５５は、フロート支
持アーム５６の後端部に上下に揺動自在に取り付けら
れ、圃場の泥面に接地した状態では機体重量の一部がこ
の接地部で受けられる。各フロートを接地させた状態で
機体を進行させると、各フロートが泥面を整地しつつ滑
走する。各フロート支持アーム５６，…は左右横向きに
配したフロート支持パイプ５７に後向き固着されてい
て、植付深さ調節レバー５７ａを操作してフロート支持
パイプ５７を回動させると、フロートの取付高さが変わ
り、苗の植付深さが調節される。 【００１７】また、センターフロート５４とサイドフロ
ート５５，５５の間隔部には、圃場表土面を掻き均すレ
ーキ５８，５８が設けられている。このレーキ５８，５
８は、前記フロート支持パイプ５７に後向きに固着した
レーキ支持アーム５９，５９の後端部に取り付けられて
いる。レーキの前後取付位置とフロートの前後取付位置
と同じである。このため、苗の植付深さを調節する際、
フロート５４，５５，５５の取付高さが変わるのに連動
してレーキ５８，５８の取付高さも変わり、泥面に対し
て常に一定高さに維持される。また、レーキ５８，５８
の前後位置がフロート５４，５５，５５の先端よりも後
方にあるので、作業時におけるフロートとフロートの間
の水の流れが良く、フロートによる泥押しによって既植
条の苗に悪影響を与えることが少ない。 【００１８】センターフロート５４は植付部４の対地高
さを検出するための接地体で、水平面に対する進行方向
のフロート角度（向い角）がフロート向い角センサ６０
に検出される。この向い角の制御目標値が前記昇降制御
感度調節ダイヤル３０で設定される。なお、向い角の制
御目標値を大きくするほど、制御感度が敏感になる。ま
た、走行車体２の機体の前後傾斜が前後傾斜センサ６１
に検出される。そして、これらの検出結果及び設定結果
が制御装置６２に送信され、それらのデータに基づいて
油圧シリンダ４５の制御バルブ６３に出力指令を出し、
植付部４が圃場表土面から常に一定高さに維持されるよ
うに制御する。 【００１９】この表土追従昇降制御について、次に示す
２通りの制御例に基づいて具体的に説明する。 【００２０】図９に示す第一例の表土追従昇降制御は、
前後傾斜センサ値ａがピッチング機構４７による植付部
の回動範囲内である時は、フロート向い角の制御目標値
Ａを昇降制御感度調節ダイヤル３０による設定値Ａ₀ の
ままにし、前後傾斜センサ値ａがピッチング機構による
植付部の回動範囲を超えている時は、フロート向い角の
制御目標値Ａを昇降制御感度調節ダイヤル３０による設
定値Ａ₀ から前後傾斜センサ値ａを差し引いた値に補正
する。但し、ピッチング機構による植付部の回動範囲は
ａ₁ 〜ａ₂ で、長穴４３ａの前端部にピン４０ａが係合
する姿勢の状態をａ₁ 、長穴４３ａの後端部にピン４０
ａが係合する姿勢の状態をａ₂ としている。そして、フ
ロート向い角センサ６０で検出される実際のフロート向
い角Ａ′と補正後のフロート向い角の制御目標値Ａとを
比較し、その差分が不感帯内に収まっている場合は制御
バルブ６３を中立に保持し、その差分がＡ′＜Ａ側に不
感帯から外れている場合は制御バルブ６３に植付部上昇
の出力指令を出し、その差分がＡ′＞Ａ側に不感帯から
外れている場合は制御バルブ６３に植付部下降の出力指
令を出す。 【００２１】第一例の表土追従昇降制御によれば、フロ
ート向い角の制御目標値Ａは図１１（ａ）のようにな
る。機体の前後傾斜がピッチング機構による植付部の回
動範囲ａ₁ 〜ａ₂ 内であるときは、ピッチング機構によ
って植付部が左右軸回りに回動することで植付部を適正
姿勢に維持するように制御する。機体の前後傾斜がピッ
チング機構による植付部の回動範囲ａ₁ 〜ａ₂ を超える
と、ピッチング機構による制御と共にフロート向い角の
変化量に基づく制御を行う。その際、ピッチング機構に
よる制御を超えて植付部の姿勢が変化した分だけフロー
ト向い角の制御目標値を補正するのである。 【００２２】図１０に示す第二例の表土追従昇降制御
は、一定時間における前後傾斜センサ値の変化量Δａを
算出し、その変化量Δａに基づいてフロート向い角の制
御目標値Ａを決定する。変化量Δａが所定の定数Δａ₀
以下である場合、前後傾斜センサ値ａ（ｔ＋Δｔ）がピ
ッチング機構による植付部の回動範囲ａ₁ 〜ａ₂ 内であ
るときは制御目標値Ａを設定値Ａ₀ のままにし、前後傾
斜センサ値ａ（ｔ＋Δｔ）が機体前下がりとなる側に回
動範囲から外れているときは制御目標値Ａを設定値Ａ₀
から前後傾斜センサ値ａ（ｔ＋Δｔ）を差し引いた値に
補正し、前後傾斜センサ値ａ（ｔ＋Δｔ）が機体前上り
となる側に回動範囲から外れているときは制御目標値Ａ
を設定値Ａ₀ から前後傾斜センサ値ａ（ｔ＋Δｔ）と回
動範囲の角度ａ₂ （但しａ₁ ＝０）の和を差し引いた値
に補正する。また、変化量Δａが所定の定数Δａ₀ を超
えている場合は、制御目標値Ａを設定値Ａ₀ のままとす
る。そして、前記第一例の場合と同様に、フロート向い
角センサ６０で検出される実際のフロート向い角Ａ′と
補正後のフロート向い角の制御目標値Ａとから、制御バ
ルブ６４への出力を決定する。 【００２３】第二例の表土追従昇降制御によれば、フロ
ート向い角の制御目標値Ａは図１１（ｂ）のようにな
る。前後傾斜センサ値ａ（ｔ＋Δｔ）が機体前上りとな
る側に回動範囲から外れているときは回動範囲の角度も
考慮に入れて制御目標値Ａを補正することにより、第一
例よりも正確な制御を行える。また、機体の前後傾斜の
急激な変化には走行加速度の変化によって生じることが
ある。そこで、変化量Δａが所定の定数Δａ₀ を超えて
いる場合は制御目標値Ａを設定値Ａ₀ のままとすること
で、このような誤った情報を排除するようにしている。 【００２４】上記２例の制御は走行車体の前後傾斜に基
づいてフロート向い角設定値Ａ₀ からフロート向い角制
御目標値Ａを補正する構成であるが、走行車体の前後傾
斜に基づいてフロート向い角検出値Ａ′からフロート向
い角制御目標値Ａを補正する構成としてもよい。 【００２５】 【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる水
田用農作業機の昇降制御装置は、ピッチング機構による
制御とフロート向い角の変化量に基づく制御とを併用す
ることで、発進時や前輪が耕盤の凸部に乗り上げた場合
等のように機体の前後傾斜に伴うフロート向い角の大き
な変動や急激な変動に正確かつ迅速に対応することがで
きるようになった。

【図面の簡単な説明】 【図１】乗用田植機の側面図である。 【図２】乗用田植機の平面図である。 【図３】操作ボックス取付部の側面図である。 【図４】操作ボックス取付部の（ａ）平面図、及び
（ｂ）背面図である。 【図５】操作ボックスの（ａ）平面図、及び（ｂ）側面
図である。 【図６】植付部の側面図である。 【図７】植付部の一部を省略した平面図である。 【図８】対地追従昇降制御装置の構成を示す図である。 【図９】対地追従昇降制御の第一例のフローチャートで
ある。 【図１０】対地追従昇降制御の第二例のフローチャート
である。 【図１１】（ａ）対地追従昇降制御の第一例における前
後傾斜センサ値とフロート向い角の制御目標値との関係
を示す図、及び（ｂ）対地追従昇降制御の第二例におけ
る前後傾斜センサ値とフロート向い角の制御目標値との
関係を示す図である。 【符号の説明】 １ 乗用田植機（水田用農作業機） ２ 走行車体（機体） ３ 昇降リンク装置 ４ 植付部（作業機部分） ３０ 昇降制御感度調節ダイヤル ４５ 油圧シリンダ ４７ ピッチング機構 ５４ センターフロート（接地体） ６０ フロート向い角センサ ６１ 前後傾斜センサ ６２ 制御装置

フロントページの続き (72)発明者 神谷 寿 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 鈴木 隆 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 岡田 卓也 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 新見 静男 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 沖本 章 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (72)発明者 石田 伊佐男 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (56)参考文献 特開 昭57−208911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−20011（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01C 11/02 A01B 63/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 作業機部分に接地体を左右軸回りに揺動
   自在に設け、該接地体の向い角の変化に基づき機体に対
   して作業機部分を昇降させ、作業機部分の対地高さを常
   に一定に維持する水田用農作業機の昇降制御装置におい
   て、圃場表土面から受ける反力に応じて作業機部分が左
   右軸回りに所定の範囲内で回動することを許容するピッ
   チング機構を設けると共に、機体の前後傾斜を検出する
   前後傾斜センサを設け、この前後傾斜センサによって検
   出される機体の前後傾斜が前記ピッチング機構の作業機
   部分回動範囲を超える角度となると、その前後傾斜セン
   サの検出値に応じて向い角の制御目標値を補正するよう
   に構成したことを特徴とする水田用農作業機の昇降制御
   装置。