JP3586977B2 - Working machine part lifting and lowering control device for paddy field agricultural work machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機等の水田用農作業機の作業機部分昇降制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
走行車体に対し作業機部分が昇降可能に装着されている水田用農作業機の作業機部分昇降制御装置として、圃場表土面から受ける圧力に応じて前部が上下動するように揺動自在に作業機部分に設けられている接地体を備え、該接地体の水平面に対する角度(以下、「向い角」とする)が所定の制御目標値に近づくように走行車体に対し作業機部分を昇降させることにより、作業機部分の対地高さを一定に維持する構成のものがある。なお、接地体の向い角が大きいほど制御感度が敏感になる。
【0003】
一般的に、田植機においては、整地用フロートが前記接地体として利用されている。作業機部分は昇降リンク装置によって走行車体に支持されているが、作業時には作業機部分の重量の一部がフロートによって泥面上に受けられる。このため、圃場表土面が軟弱な場合、フロートが全体的に泥中に沈み気味となってフロートが泥を左右両側に押すことにより、フロートの整地跡が周囲よりも低くなって残るという問題がある。
【0004】
そこで、フロートの整地跡の深さを測定し、整地跡が深い場合は、土壌が軟弱であると判断し、フロート向い角の制御目標値を大きめに補正することにより昇降制御の感度を敏感し、フロートの泥押しを少なくして整地性を向上させるように構成した作業機部分昇降制御装置が開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記作業機部分昇降制御装置は、フロートの整地跡の深さを検出する検出手段を別途設けなければならないので、その検出手段の取付や配線等のために部品点数が多くなると共に、フロートの後方に配設される検出手段が格納時等に邪魔になるという問題があった。
【0006】
【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、圃場表土面から受ける圧力に応じて前部が上下動するように揺動自在に作業機部分に接地体を備え、該接地体の水平面に対する角度が所定の制御目標値に近づくように走行車体に対し作業機部分を昇降させる水田用農作業機の作業機部分昇降制御装置において、前記接地体が圃場表土面から受ける圧力の総和を検出する全面圧センサを設け、該全面圧センサの検出のピ−ク値が一定時間間隔以内で数回連続して現れたとき、制御感度が鈍感になるように前記制御目標値を変更する構成としたことを特徴とする水田用農作業機の作業機部分昇降制御装置とし、圃場表土面の硬軟度に合った制御感度に補正する構成とした。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、実施の一形態として、図面に表された乗用田植機の植付部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が昇降可能に装着されている。
【0008】
走行車体2は、左右各一対の前輪2a,2a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が搭載されている。エンジン7の回転動力は、油圧式無段変速装置(HST)8を経由してミッションケース5内のトランスミッションに伝達され、そこから前輪2a,2a、後輪2b,2b、及び植付部4の各駆動部に伝達される。
【0009】
エンジン7の上側には操縦席10が設置され、その前方にハンドル11が設けられている。ハンドル11の右側にはミッションケース5内のトランスミッションを切り替えるチェンジレバー12が、ハンドル11の左側には油圧式無段変速装置8を操作する走行レバー13が、エンジン7の左側には植付部4への伝動の入切と植付部4のポジションを設定する植付・ポジションレバー14が、ハンドル11の下側近傍には植付部4を昇降させる指操作式のフィンガアップレバー15がそれぞれ設けられている。また、エンジン7の右側には、後記昇降制御感度を調節する感度調節ダイヤル16a、制御状態をチェックするチェックランプ16b等を具備するコントロールボックス16が設けられている。
【0010】
前記走行レバー13のレバーガイド13aは、図6(a)に示すようにレバーガイド13aはクランク状で、中立位置Nを挟んで前側が前進操作域F、後側が後進操作域Bとなっている。走行レバー13の操作位置を走行レバー位置センサ13bで検出し、それに応じて油圧式無段変速装置8の斜板角度を変え速度調節する。走行レバー13が中立位置Nにある時は速度が零で、走行レバー13を前進操作域Fに操作すると中立位置Nからの距離に応じた速度の前進速となり、後進操作域Bに操作すると中立位置Nからの距離に応じた速度の後進速となる。また、走行レバー13が後進操作域Bに操作されると、バック検出センサ13cがONになり、後述する如く植付部4を上昇させるようになっている。
【0011】
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20及び左右一対の下リンク21,21を備えている。これらリンク20,21,21は、その基部側がメインフレーム6の後端部に立設したリンクベースフレーム22に回動自在に取り付けられ、その先端側に連結枠23が枢結されている。連結枠23には植付部4をローリング自在に連結するローリング軸23aが設けられている。メインフレーム6に固着した支持部材と上リンク20に一体形成したスイングアーム24の先端部との間に昇降用油圧シリンダ25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20が上下に回動し、連結枠23に装着した植付部4がほぼ一定姿勢のまま昇降する。上リンク20の回動角度はリンクセンサ26に検出される。
【0012】
上リンク20と連結枠23の連結部には、植付部4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27が構成されている。具体的には、連結枠23に形成された長穴23b(下リンク21,21の連結ピン21a,21aを中心とする円弧状をしている)に上リンク20側の遊嵌ピン20aが遊嵌し、上リンク20の中間部と連結枠23の上端部との間に設けたスプリング28によって連結枠23の上端側を前方に引っ張っている。よって、植付部4は連結ピン21a,21aを支点とし長穴23b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の姿勢が変化するようになっている。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28の張力によるモーメントよりも大きいときは、長穴23bの前端部に遊嵌ピン20a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28の張力によるモーメントとが釣り合うと、長穴23bの中間部に遊嵌ピン20a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23bの後端部に遊嵌ピン20aが係合する姿勢になる。ピッチング機構による植付部の回動範囲の角度θは3度程度であって、植付部4のピッチング角度は植付部ピッチングセンサ29に検出される。
【0013】
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30に、6条分の苗を載せておく苗載台31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32,…等が組み付けられている。植付部4の下側には整地用のセンターフロート34及びサイドフロート35,35が設けられ、これらフロートを圃場の泥面に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。
【0014】
接地体である各フロート34,35,35は、左右横向きに配したフロート支持パイプ37に固着されているフロート支持アーム38,…の後端部に、圃場表土面の凹凸に応じて前端側が上下動するように揺動自在に取り付けられている。フロート支持パイプ37は伝動ケース30に回動自在に支持されており、植付深さ調節レバー39を操作してフロート支持パイプ37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。植付深さ調節レバー39は、該レバーに固着の係合片40を伝動ケース30に固定して設けたレバーガイド41の凹部41a,…に係合させることにより、複数段階の位置に選択的に固定される。
【0015】
伝動ケース30に固着のフレーム30aに取り付けたフロート全面圧センサ42の検出アーム42aが前記レバーガイド41の一端に連結されており、全フロート34,35,35が圃場表土面から受ける圧力の総和(以下、「フロート全面圧」とする)が、このフロート全面圧センサ42にレバーガイド41の歪み量として検出される。
【0016】
また、伝動ケースに固着のフレーム30bに平行リンク44,45がピン44a,45aにて上下に回動自在に枢支され、その平行リンク44,45の先端部に縦リンク46が枢結されて、平行リンク機構を構成している。そして、平行リンクの上側リンク44の先端部に天秤アーム48が回動自在に取り付けられ、該天秤アームの後端部とセンターフロート34の前部上面とが連結リンク49を介して連結されている。植付深さ調節レバー39に後端部が連結された連動ロッド50の前端部が上側リンク44の基部に一体に設けたアーム51に連結され、植付深さ調節レバー39の回動操作に連動して平行リンク44,45が回動するようになっているため、植付深さを変えると、フロート取付高さの変化分に相当するだけ天秤アーム48の支点位置が変動する。
【0017】
天秤アーム48の前端部には、フロートを圃場の泥面に接地させた状態においてセンターフロート34の前部を下向きに付勢するスプリング53が繋がれている。このスプリング53の張力を接地圧調節ワイヤ54によって調節することにより、センターフロート34の前部の接地圧が変えられる。
【0018】
縦リンク46の上端部にはフロート向い角センサ55が取り付けられ、その検出アーム55aが連結ロッド56を介して天秤アーム48の前部に連結されている。これにより、センターフロート34の向い角がフロート向い角センサ55に検出される。
【0019】
植付作業時には、フロート34,35,35が接地する位置へ植付部4を下降させ、植付部4の各駆動部を駆動させつつ、前輪2a,2a及び後輪2b,2bを回転して機体を進行させると、フロート34,35,35によって整地された泥面に植付装置32,…が苗を植付ける。機体旋回時には、植付部4を最上位置まで上昇させて植付部4が地面や畦に接触しないようにする。走行時や運搬時等には、植付部4を適当高さに上昇させる。
【0020】
これらの植付部4の昇降は昇降制御装置によって制御する。昇降制御装置は図5に示す構成で、バック検出センサ13c、植付・ポジションレバー14、フィンガアップレバー15、感度調節ダイヤル16a、リンクセンサ26、植付部ピッチングセンサ29、フロート全面圧センサ42、及びフロート向い角センサ55からの情報が制御装置60に送信され、それらの情報に基づいて昇降用油圧シリンダ25の制御バルブ61に出力指令を出す。
【0021】
図7に示すように、植付・ポジションレバー14の操作位置には「ポジション」と「自動」と「植える」とがあり、植付・ポジションレバー14を「ポジション」の範囲内に操作するとその位置に応じた高さに植付部4を昇降させるポジション制御モードとなり、「自動」に操作すると植付部4の対地高さを一定に維持する対地制御モードとなる。また、「ポジション」では植付部4の駆動が切れ、「自動」及び「植える」では植付部4の駆動が入りになる。
【0022】
ポジション制御モードにおいては、リンクセンサ26によって植付部4の位置を監視しつつ、植付・ポジションレバー14の位置に応じた高さとなるよう植付部4の昇降を制御する。
【0023】
対地制御モードにおいては、フロート向い角センサ55に検出される実際のフロート向い角αが感度調節ダイヤル16aによって設定される制御目標値に近づくように制御する。例えば、表土面が高くなっているところでは、センターフロート34の前部が押し上げられ、フロート向い角が小さく検出される。すると、油圧シリンダ25を突出作動させるように制御バルブ61に出力指令を出し、植付部4を上昇させる。また、表土面が低くなっているところでは、センターフロート34の前部が下がるので、向い角が大きく検出される。すると、油圧シリンダ25を収縮作動させるように制御バルブ61に出力指令を出し、植付部4を下降させる。このように、圃場表土面の高低に応じて植付部4の対地高さを制御することにより、苗の植付深さが一定に維持される。
【0024】
この対地制御中、フロート全面圧センサ42のピーク値を記憶しておき、ピーク値が現れる時間間隔が一定以内である状態が数回連続したならば、制御感度を鈍感にする。上記のような状態は、フロート全面圧が周期的に変動している状態であり、ハンチングに発展するおそれがある。そこで、フロート全面圧が所定の周期で変動していると判断されたならば、制御感度を鈍感にしてハンチングを未然に防ぐのである。また、フロート全面圧センサ42の値が移動平均値の(+)側から(−)側、或は(−)側から(+)側へ変わる回数をカウントし、所定時間(例えば10秒)内における回数が一定数以上であれば、フロート全面圧が周期的に変動していると判断し、制御感度を鈍感するようにしてもよい。
【0025】
フロート全面圧センサ42に検出されるフロート全面圧が一定値を超えると、フロート向い角の制御目標値を感度調節ダイヤル16aによって設定されている値よりも大きな値に補正し、制御感度を敏感にする。フロート全面圧が大きいということは、フロートが沈み気味であり、土壌が軟弱であることを意味している。土壌が軟弱な場合は、センターフロート34の応答性が鈍感になるので、その分を制御感度を敏感にすることによって補償し、土壌条件に応じた適正な制御を行う。
【0026】
なお、フロート全面圧が増加傾向にある時は制御感度を敏感にし、減少傾向にある時は制御感度を鈍感にするよう構成にすれば、今後予想されるフロートの浮沈に対し事前に対処することができ、より正確な昇降制御を行える。
【0027】
植付・ポジションレバー14の操作位置が「自動」である状態で、フィンガアップレバー15を「上げ」に操作すると植付部4が作業位置から最上位置へ上昇し、「下げ」に操作すると植付部4が最上位置から作業位置へ下降する。また、植付・ポジションレバー14の操作位置が「自動」である状態で、バック検出センサ13cがONになると、作業位置にある植付部4が最上位置へ上昇する。
【0028】
植付部4が上げ位置から作業位置へ下降するときには、下降の勢いによってフロート全面圧が一時的に大きくなる。そこで、旋回等のため植付部を一旦上昇させたのち作業位置へ下降させる場合、接地後所定時間内はフロート全面圧センサ42の値は無視し、旋回直前に記憶されている制御感度で制御を行うようにするのが好ましい。
【0029】
また、制御中、所定時間(例えば10秒)内における植付部ピッチングセンサ29値の最大値と最小値の差を算出し、その差が所定値以上である場合はフロート全面圧に基づく昇降制御を行い、その差が所定値以下である場合はフロート向い角に基づく昇降制御を行うのが好ましい。
【0030】
上記植付部ピッチング角度による制御モードの切り替えに関し、旋回等のため植付部を一旦上昇させたのち作業位置へ下降させた場合は、旋回前の制御モードで昇降制御を行う。
【0031】
次に、この昇降制御装置の自己チェック機能について説明する。
植付・ポジションレバー14の位置を検出するセンサが断線した場合、チェックランプ16bを点滅させると共に、植付・ポジションレバー14が「自動」に操作されているものとして制御する。これにより、フィンガアップレバー15により植付部4の昇降を可能とすると共に、機体後進時に植付部4を自動的に上昇させる機能が損なわれないようにしている。
【0032】
リンクセンサ26が断線した場合、ポジション制御を禁止すると共に、フィンガアップレバー15の操作による植付部4の上昇と機体後進による植付部4の自動上昇については、上昇出力を開始して所定時間(例えば10秒)が経過すると上昇出力を停止するようにする。リンクセンサ26が断線すると、植付部4の位置を把握できないので、そのまま植付部4を昇降させると非常に危険である。しかしながら、植付部4の昇降機能を完全に停止させてしまっては作業を継続することができない。そこで、タイマによって所定時間だけ上昇出力が出るように構成することにより、一時的に作業を継続できるようにしているのである。
【0033】
フロート向い角センサ55は図8に示す配線となっている。同図において、フロート向い角センサ55がA部で断線した場合、またはB部とC部でショートした場合は、マイコン(CPU)で検出される電圧が通常のフロート向い角センサ55の検出範囲よりも大きくなる。このため、この部分の異常を知ることができる。
【0034】
ファンガアップレバー15は、図9に示すように、植付部4を上昇させる上げスイッチ15aと植付部4を下降させる下げスイッチ15bが内蔵されていて、ファンガアップレバー15を一方向に操作すると上げスイッチ15aがONになり、他方向に操作すると下げスイッチ15bがONになる構成となっている。すなわち、ファンガアップレバー15を操作しても一方のスイッチしかONにならないのであるが、片方のスイッチが何らかの原因によってONになってしまうと、他方に操作した時に両方のスイッチがONになることがある。よって、両方のスイッチ15a,15bが同時にONの場合は、異常が発生したと判断する。
【0035】
走行レバー位置センサ13bによる走行レバー13の検出位置が前進操作域Fであるにもかかわらず、バック検出センサ13cがONである場合、或は走行レバー位置センサ13bによる走行レバー13の検出位置が後進操作域Bであるにもかかわらず、バック検出センサ13cがOFFである場合、どちらかのセンサが異常であるので、チェックランプ16bを点滅させて異常を知らせる。
【0036】
【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作業機部分昇降制御装置は、接地体が表土面から受ける圧力のピ−ク値が一定時間間隔以内で数回連続して現れたとき、制御感度が鈍感になるように接地体の水平面に対する角度の制御目標値を変更することにより、土壌状況に合った適正な制御感度で作業機部分の昇降制御を行えるようになった。
【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】植付部の側面図である。
【図4】接地体の支持部の側面図である。
【図5】昇降制御装置のブロック図である。
【図6】走行レバーとレバーガイドの(a)平面図、及び(b)側面断面図である。
【図7】植付・ポジションレバーの操作位置を示す図である。
【図8】フロート向い角センサの配線図である。
【図9】フィンガアップレバーの配線図である。
【符号の説明】
1 乗用田植機(水田用農作業機)
2 走行車体
3 昇降リンク装置
4 植付部(作業機部分)
14 植付・ポジションレバー
34 センターフロート(接地体)
35 サイドフロート(接地体)
42 フロート全面圧センサ
55 フロート向い角センサ
60 制御装置
61 制御バルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lifting and lowering control device for a working machine of a paddy field agricultural working machine such as a rice transplanter.
[0002]
[Prior art]
As a work machine part lifting and lowering control device for a paddy field farm work machine with a work machine part attached to the traveling vehicle body so that it can move up and down, the work can swing freely so that the front part moves up and down according to the pressure received from the topsoil of the field A grounding body provided on the machine part, and raising and lowering the working machine part with respect to the traveling vehicle body such that an angle of the grounding body with respect to a horizontal plane (hereinafter, referred to as “facing angle”) approaches a predetermined control target value. Therefore, there is a configuration in which the ground height of the working machine portion is kept constant. Note that the control sensitivity becomes more sensitive as the facing angle of the grounding body increases.
[0003]
Generally, in a rice transplanter, a float for leveling is used as the grounding body. The work implement portion is supported on the traveling vehicle body by the lifting link device, but during work, a part of the weight of the work implement portion is received on the mud surface by the float. For this reason, when the topsoil of the field is soft, the float tends to sink in the mud as a whole, and the float pushes the mud to the left and right sides, so that the leveling mark of the float remains lower than the surrounding area. is there.
[0004]
Therefore, the depth of the leveling mark of the float is measured, and when the leveling mark is deep, the soil is judged to be soft and the sensitivity of the elevation control is made sensitive by correcting the control target value of the float angle to a relatively large value. There has been developed a work machine part elevation control device configured to improve the leveling property by reducing the thrust of the float.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-mentioned work machine part elevation control device must separately provide a detecting means for detecting the depth of the leveling mark of the float, the number of parts for mounting the detecting means and wiring is increased, and the float is increased. However, there is a problem that the detection means disposed at the rear of the device interferes with storage or the like.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is , the work machine is provided with a grounding body so that the front part can swing up and down in accordance with the pressure received from the topsoil of the field, and travels such that the angle of the grounding body with respect to the horizontal plane approaches a predetermined control target value. in the working machine section elevation control apparatus for paddy field agricultural machine for raising and lowering the working machine part relative to the vehicle body, the entire pressure sensor, wherein the grounding member detects the sum of the pressure from the field surface soil surface provided, the該全surface pressure sensors detecting A work implement part of a paddy field agricultural work machine , wherein the control target value is changed so that the control sensitivity becomes insensitive when the peak value appears several times continuously within a predetermined time interval. An elevation control device is used to correct the control sensitivity to match the hardness of the topsoil of the field.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, as one embodiment, a planting portion elevating control device of a riding rice transplanter shown in the drawings will be described. The
[0008]
The traveling vehicle body 2 is a four-wheel drive vehicle provided with a pair of left and right
[0009]
A
[0010]
As shown in FIG. 6 (a), the
[0011]
The
[0012]
A
[0013]
The
[0014]
Each of the
[0015]
The
[0016]
Further, the
[0017]
A
[0018]
A
[0019]
At the time of planting work, the
[0020]
The elevation of these
[0021]
As shown in FIG. 7, the operating position of the planting /
[0022]
In the position control mode, while monitoring the position of the
[0023]
In the ground control mode, control is performed so that the actual float angle α detected by the
[0024]
During this ground control, the peak value of the float full-
[0025]
When the float full pressure detected by the float
[0026]
If the overall sensitivity of the float is increasing, the control sensitivity should be made sensitive, and if it is decreasing, the control sensitivity should be less sensitive. And more accurate lifting and lowering control can be performed.
[0027]
When the operation position of the planting /
[0028]
When the
[0029]
Further, during the control, the difference between the maximum value and the minimum value of the planting
[0030]
Regarding the switching of the control mode based on the planting section pitching angle, when the planting section is once raised for turning or the like and then lowered to the working position, the elevation control is performed in the control mode before turning.
[0031]
Next, the self-check function of the lift control device will be described.
When the sensor for detecting the position of the planting /
[0032]
When the
[0033]
The float facing
[0034]
As shown in FIG. 9, the wanga up
[0035]
When the
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the work machine part lifting / lowering control device for a paddy field agricultural work machine according to the present invention is configured such that when the peak value of the pressure received by the ground contact body from the topsoil surface appears several times continuously within a certain time interval. By changing the control target value of the angle of the grounding body with respect to the horizontal plane so that the control sensitivity becomes insensitive, the lifting and lowering of the work equipment can be controlled with an appropriate control sensitivity according to the soil condition.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a riding rice transplanter.
FIG. 2 is a plan view of the riding rice transplanter.
FIG. 3 is a side view of the planting section.
FIG. 4 is a side view of a support portion of the grounding body.
FIG. 5 is a block diagram of a lifting control device.
6A is a plan view of a traveling lever and a lever guide, and FIG.
FIG. 7 is a view showing an operation position of a planting / position lever.
FIG. 8 is a wiring diagram of the float facing angle sensor.
FIG. 9 is a wiring diagram of a finger-up lever.
[Explanation of symbols]
1 Riding rice transplanter (agricultural work machine for paddy field)
2 Running
14 Planting /
35 Side float (ground contact)
42 float full
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