JP3659034B2 - 苗移植機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機等の苗移植機における苗植付部の位置制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
走行部に対し苗植付部が昇降可能かつ前後方向の軸回りに回動(ローリング)可能に連結された田植機等の苗移植機が広く一般に知られている。この構成の苗移植機は、苗植付部を圃場面に対し常に一定高さに維持するために、苗植付部に当該苗植付部の対地関係(例えば対地高さ、接地圧等)を検出する接地センサを設け、このセンサの検出値に応じて苗植付部の前記昇降を制御するようにしている。
【0003】
また、苗植付部の前後方向の軸回りの姿勢を適正(通常は水平)に保つために、例えば特開平6−133612号公報に記載されているように、走行部に当該走行部の傾斜角速度を検出する傾斜角速度センサを設けるとともに、苗植付部に当該苗植付部の圃場面に対する左右傾斜角度を検出する左右傾斜センサを設け、これら二つのセンサの検出値に応じて苗植付部の前記回動(ローリング)を制御するようにした技術がある。
【0004】
上記苗移植機で水田作業中、走行部の車輪が耕盤の凹凸に落ち込んだり乗り上げたりすると、走行部が急激に傾斜し、それに追随して苗植付部も傾斜することにより、接地センサの検出値が大きく変動して昇降制御が不安定になることがある。
【0005】
また、走行部の傾斜角速度センサの検出結果に基づきローリング制御を行う場合、走行部の移動速度が速いときと遅いときとでは、同じ凹凸を通過しても傾斜角速度センサ値が異なるので、走行部の移動速度に関係なく一律に制御を行うと、制御感度が敏感過ぎたり鈍感過ぎたりする不都合が生じる。
【0006】
さらに、センサの断線等による誤制御を防止するために、検出値が予め各センサごと設定されている検出範囲から外れると、センサが断線したと判断して制御を停止するようにしている。しかしながら、前述の如く車輪が耕盤の凹凸に落ち込んだり乗り上げたりすることにより機体が傾斜したときには、傾斜角速度センサの検出値が大きく振れて検出範囲を外れてしまうことがある。従来、このような場合でも制御を停止していたので、作業に遅れが生じ作業計画に大きな支障を来してしまうという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来苗移植機の上記種々の問題点のうち、走行部が急激に傾斜し、それに追随して苗植付部も傾斜することにより、接地センサの検出値が大きく変動して昇降制御が不安定になるという問題点を解決することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる苗移植機は、走行部に対し苗植付部が昇降可能に連結され、苗植付部の対地関係に応じて当該苗植付部の昇降制御を行う苗移植機において、走行部の傾斜角速度を検出するセンサを設け、該センサによって検出される走行部の傾斜角速度が所定値以上で、かつ苗植付部の対地関係が一定以上変動したときは、変化以前の対地関係に基づき昇降制御を行う構成としたことを特徴としている。
【0010】
なお、上記苗移植機において、走行部の傾斜角速度を検出するセンサに関しては、その検出値が所定の範囲外にあるときは当該センサが異常であると判断し、検出値が所定の範囲内に戻ると前記異常の判断を取り消すようにしておけば、センサ異常の誤認が生じないので好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1及び図2は本発明を施した苗移植機を表し、この苗移植機1は、走行部である走行車体2の後側に昇降リンク装置3を介して水稲用の苗植付部4を昇降可能かつ前後方向の軸回りに回動可能に装着するとともに、走行車体2の後部上側に施肥装置5を設け、全体で施肥田植機として構成されている。
【0012】
走行車体2は、駆動輪である各左右一対の前輪10,10及び後輪11,11を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部に配設したミッションケース12の左右側方に前輪ファイナルケース13,13を設けて、該ケースに前輪10,10を変向可能に取り付けるとともに、ミッションケース12の背面部に固着連結されているメインフレーム15の後端左右中央部に支持された前後水平な後輪ローリング軸を支点にして後輪ギヤケース18,18をローリング自在に設けて、該後輪ギヤケースに後輪11,11を取り付けている。
【0013】
メインフレーム15の上に搭載されたエンジン20の回転動力が、第一ベルト伝動装置21と第二ベルト伝動装置23を介してミッションケース12に伝達され、該ミッションケース内のトランスミッションにて変速された後、一部が前輪ファイナルケース13,13に伝達されて前輪10,10を駆動し、別の一部が後輪ギヤケース18,18に伝達されて後輪11,11を駆動し、また残りの外部取出動力が植付クラッチ25に伝達され、それから植付伝動軸26によって苗植付部4へ伝動されるとともに、施肥伝動軸27によって施肥装置5へ伝動される。
【0014】
エンジン20の上部はエンジンカバー30で覆われており、その上に座席31が設置されている。座席31の前方には各種操作機構を内蔵するフロントカバー32があり、その上方に前輪10,10を操向操作するハンドル34が設けられている。エンジンカバー30及びフロントカバー32の下端左右両側は水平状のフロアステップ35になっている。フロアステップ35の後部は、後輪フェンダを兼ねるリヤステップ36となっている。走行車体2の前部左右両側には、補給用の苗を載せておく予備苗載台37,37が設けられている。また、走行車体の移動速度は車速センサ38に、走行車体の左右傾斜角の加速度は傾斜角速度センサ39にそれぞれ検出される。
【0015】
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と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15の後端部に立設した背面視門形のリンクベースフレーム42に回動自在に取り付けられ、その先端側に縦枠43が連結されている。そして、この縦枠43の下端部に、苗植付部4の後記伝動ケース60に回転自在に支承された連結軸44の前端部が挿入連結されている。メインフレーム15に固着した支持部材と上リンク40に一体形成したスイングアーム45の先端部との間に昇降油圧シリンダ46が設けられており、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、苗植付部4がほぼ一定姿勢のまま昇降する。昇降油圧シリンダ46は、リンクベースフレーム42の上部に設けた油圧バルブ47によって制御される。
【0016】
前記連結軸44は若干後ろ下がりの略前後方向を向いており、苗植付部4はこの連結軸44を支点にして回動(ローリング)自在に支持されている。縦枠43の上部には、両ロッド型のローリング油圧シリンダ50が、シリンダ部を当該縦枠に固定して左右方向に設けられている。そして、そのシリンダの左右両ロッド50a,50aと苗植付部の後記苗載台フレーム67の左右支柱部67a,67aとがリンク51,51を介して連結されている。ローリング油圧シリンダ50は、モータ52で駆動の油圧ポンプ53によって供給される作動油で作動する。ローリング油圧シリンダ50が作動してロッド50a,50aが左右にスライドすると、苗植付部4が連結軸44回りにローリングする。苗植付部4の左右傾斜角度は、伝動ケース60の上に設置した左右傾斜センサ54によって検出される。また、ローリング油圧シリンダ50の作動量は、ストロークセンサ55によって検出される。
【0017】
苗植付部4は6条植の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース60、苗を載せて左右往復動し苗を一株づつ各条の苗取出口61a,…に供給する苗載台61、苗取出口61a,…に供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置62,…、左右中央に1個とその両側各1個づつの整地フロート63,64,64等を備えている。各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、フロートが泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置62,…により苗が植付けられる。各フロート63,64,64は圃場表土面の凹凸に応じて前端側が上下動するように回動自在に取り付けられており、植付作業時にはセンターフロート63の前部の上下動が接地センサ65により検出され、その検出結果に応じ前記昇降油圧シリンダ46を制御する油圧バルブを切り替えて苗植付部4を昇降させることにより、苗の植付深さを常に一定に維持する。
【0018】
なお、苗載台61は、前側が上位となるよう傾斜して設けられており、伝動ケース60の上側に横向きに配した支持レール66と、伝動ケース60に基部が固着された苗載台フレーム67の上端部に設けたローラ68,68とによって左右にスライド自在に支持されている。両端が苗載台61の裏面側に連結された横移動棒69を伝動ケース60内の作動機構により左右に往復動させることにより、苗載台61が左右往復動するようになっている。苗載台61がが左右往復動すると、該苗載台の最下段の苗が苗取出口61a,…に一株づつ供給される。横一列分の苗が全て供給されると、各条ごとに設けた苗送りベルト61b,…が作動し、苗を一段下方に移送する。
【0019】
施肥装置5は、各条共用の肥料タンク70内の肥料を肥料繰出部71…によって一定量づつ下方に繰り出し、その繰り出された肥料をブロア72から供給されるエアによって施肥ホース73,…を通って施肥ガイド74,…まで移送し、該施肥ガイドの前側に設けた作溝体75,…によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥溝内に落とし込むようになっている。
【0020】
植付作業時には、表土面の凹凸に応じて苗植付部4の対地高さを制御する昇降制御と、表土面の左右傾斜に応じて苗植付部4の連結軸44回りの姿勢を制御するローリング制御とを行い、苗の植付深さを一定に維持する。図5はその苗植付部位置制御装置のブロック図である。前記各センサ38,39,54,65からの情報がCPU、メモリ等からなるコントローラ80に入力され、その情報に基づきコントローラ80で下記の制御を行い、前記昇降用油圧バルブ47及びローリング用モータ52に出力する。
【0021】
まず、昇降制御については、接地センサ65の検出値が所定の目標値の不感帯内に収まるように油圧バルブ47に出力信号を出す。例えば、センターフロート63が上動すると、昇降油圧シリンダ46が伸びる方向に油圧バルブ47を駆動して、苗植付部4を上昇させる。逆に、センターフロート63が下動すると、昇降油圧シリンダ46が縮む方向に油圧バルブ47を駆動して、苗植付部4を下降させる。これにより、苗植付部全体の対地高さを一定に維持する。
【0022】
上記昇降制御に際しては、図6のフローチャートに示すように、苗植付部4が一度接地してからでないと昇降制御を行わないようにし、苗植付部4の接地を検出した後は、傾斜角速度センサ39によって走行車体2の左右傾斜状況を判定し、走行車体2が急激に傾斜していない時には、現在接地センサ値に基づき昇降制御を行い、走行車体2が急激に傾斜し且つ接地センサ値が一定以上変動した時には、変動直前の接地センサ値に基づき昇降制御を行う。走行車体2が急激に傾斜しているか否かの基準は、例えば傾斜角速度センサ値で±(左右)1.1度/ミリ秒程度とする。
【0023】
走行車体2が急激に傾斜するのは、車輪が耕盤の凹凸に落ち込んだり乗り上げたりした場合であり、このような場合には走行車体2に追随して苗植付部4も傾斜し、苗植付部4が表土面から浮上する等の事態が生じる。しかしながら、それは一時的なものであって、車輪が耕盤の凹凸を通過したなら直ちに元の状況に復帰するから、上記のような一時的に苗植付部4の対地関係が変化したことに対しその都度忠実に現在接地センサ値に基づき苗植付部を昇降させることは、昇降制御が不安定になるので好ましくない。そこで、一度苗植付部4の接地を検出した後は、一時的に走行車体2が急激に傾斜して接地センサ値が大きく変動しても、苗植付部4が通常接地状態のままであるとみなして、変動直前の接地センサ値に基づき昇降制御を行わせるのである。
【0024】
次に、ローリング制御については、傾斜角速度センサ39の検出値と左右傾斜センサ54の検出値から、予め定められているルールに基づいてモータ52への出力量を決定し、左右傾斜センサ54が所定の目標値(通常は水平)の不感帯内に収まるように苗植付部4をローリングさせる。
【0025】
このローリング制御に際しては、車速センサ38の検出値に基づき、車速が速い時ほど制御感度を鈍感にして、制御の安定を図っている。制御感度を変更にする方法としては、不感帯を変更する方法、前記ルールに基づきモータ52への出力量を算出する時に使用する数式の係数を変更する方法、所定値を超えるセンサ値はカットして制御に使用する方法等があり、いずれを採用してもよい。
【0026】
また、傾斜角速度センサ39及び左右傾斜センサ54は、移動平均値を求めてこれを制御に使用するようにしている。移動平均数は変更可能にして、車速が速い時には制御応答性を上げるために移動平均数を少なくし、車速が遅い時にはノイズの影響を少なくするために移動平均数を多くするとよい。
【0027】
さらに、コントローラ80では、センサの断線による誤制御を防止するために、センサの検出値が予め設定されている所定の検出範囲を超えると断線と判断して制御を停止及び警告する断線チェックを行う。但し、傾斜角速度センサ39は検出値の変化幅が大きく、断線とみなす範囲を設定することは現実的でない。よって、傾斜角速度センサ39については、図7に示すように、パワーオン時に正常状態であったなら、以後は断線チェックを行わないようにしている。
【0028】
図8は左右傾斜センサ54のノイズを除去するための制御のフローチャートである。互いに相関関係にある左右傾斜センサ54の検出値とローリング油圧シリンダのストロークセンサ55の検出値との関係を表す相関テーブルに記憶されており、その相関テーブルを参照にして両センサ値の関係が適正であるか否かを判定し、適正でないなら、その左右傾斜センサ値はノイズであるとみなし、前回のデータを利用してローリング制御を行う。これにより、ノイズの影響のない適正なローリング制御が行われ、作業性が向上する。
【0029】
圃場端部での機体旋回時には、苗植付部4の上昇及び下降、植付クラッチ25の入切等の旋回時制御を行う。図9はその旋回時制御装置のブロック図、図10は制御のフローチャートである。
【0030】
旋回開始時については、ステアリングセンサ82の検出値が一定以上(旋回状態)になると、自動的に植付クラッチ25を「切」にするとともに、苗植付部4を最上位置まで上昇させる。
【0031】
旋回終了時については、自動手動選択スイッチ83で「自動」を選択している場合、ステアリングセンサ82の検出値が一定未満(直進状態)になってから一定距離走行すると、自動的に苗植付部4を作業位置まで下降させるとともに、植付クラッチ25を「入」にする。前記一定距離は枕地幅設定器84によって任意に設定することができる。また、苗移植機4の走行距離は車速センサ38の検出値に基づき算出される。自動手動選択スイッチ83で「手動」を選択している場合は、操縦者の判断で苗植付部4を下降させる。すると、それに連動して、植付クラッチ25が「入」になる。
【0032】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明にかかる苗移植機は、走行部が急激に傾斜したときには、苗植付部の対地関係が変化しても、変化以前の対地関係に基づき昇降制御を行う構成とすることにより、昇降制御を安定させられるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】苗移植機の側面図である。
【図2】苗移植機の平面図である。
【図3】昇降リンク装置の要部及び苗植付部の側面図である。
【図4】昇降リンク装置の要部及び苗植付部の背面図である。
【図5】苗植付部位置制御装置のブロック図である。
【図6】苗植付部位置制御のフローチャートである。
【図7】傾斜角速度センサの断線チェックに関する制御のフローチャートである。
【図8】左右傾斜センサのノイズ除去に関する制御のフローチャートである。
【図9】旋回時制御装置のブロック図である。
【図10】旋回時制御のフローチャートである。
【符号の説明】
1 苗移植機
2 走行車体(走行部)
3 昇降リンク装置
4 苗植付部
5 施肥装置
38 車速センサ
39 傾斜角速度センサ
44 連結軸(前後方向の軸)
47 昇降用油圧バルブ
52 ローリング用モータ
54 左右傾斜角センサ
55 ストロークセンサ
65 接地センサ
80 コントローラ
Claims (1)
- 走行部に対し苗植付部が昇降可能に連結され、苗植付部の対地関係に応じて当該苗植付部の昇降制御を行う苗移植機において、走行部の傾斜角速度を検出するセンサを設け、該センサによって検出される走行部の傾斜角速度が所定値以上で、かつ苗植付部の対地関係が一定以上変動したときは、変化以前の対地関係に基づき昇降制御を行う構成としたことを特徴とする苗移植機。
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JP33655198A Expired - Lifetime JP3659034B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 苗移植機 |
Country Status (1)
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