JP3873847B2 - 自動操縦ができる移植機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、野菜や花の苗の定植作業等に使用する4輪型移植機に関し、特に自動操縦を可能とした4輪型移植機に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の自動操縦を可能とする移植機として、例えば実公平2−29848号公報には、前輪を支持するフォークに揺動アームを取り付け、その前端に誘導輪を取り付け、その誘導輪がマーカー(作溝部材)により圃場表面に形成された案内溝の中を走行するようにした3輪型移植機が記載されている。この移植機では、誘導輪の向き(=揺動アームの向き)と前輪の向きが一致し、案内溝がまっすぐ形成されているところでは誘導輪と機体が同じ方向を向いて機体は直進し、案内溝が湾曲しているところでは誘導輪がその湾曲に沿うとともに前輪が同じ方向を向き、機体はほぼその湾曲に沿って進行する。
【0003】
また、特開2000−69807には、機体前端部に左右に揺動自在に揺動アームを取り付け、その前端部に上下方向に回動自在にガイド輪支持アームを連結し、ガイド輪支持アームの先端部にガイド輪を回転自在に設置した4輪型移植機が記載されている。この移植機では、揺動アームがステアリング機構のピットマンアームと連結部材を介して連結され、揺動アームとピットマンアームが一体に作動するように構成されている。なお、ステアリング機構のピットマンアームは、一対のタイロッドを介して各前輪を変向させるスイングアームに連結されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記3輪型移植機では、誘導輪の向きと前輪の向きが同じで機体を案内溝側に誘導するのが遅れるためか、湾曲した案内溝に沿って走行する場合、機体の中心と案内溝との間にずれができ、これがいつまでも解消されにくい。前輪が一輪であるため前輪の滑りが生じやすいことも、その傾向を強くしているものと考えられる。
【0005】
一方、前記4輪型移植機では、自動操縦時、揺動アームが揺動すると連結部材を介してピットマンアームが揺動し、さらにピットマンアームの揺動がタイロッド及びスイングアームを介して前輪に伝達される。このように揺動アームの揺動が多くの部材からなる複雑な伝達機構を介して前輪に伝達されるため、揺動アームの揺動が重くなり、誘導溝の曲がりが大きいときなどにガイド輪が誘導溝に追従し切れないという問題がある。
【0006】
本発明は、このような従来の移植機の問題点に鑑み、案内溝に対する追従性に優れた移植機を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置と、圃場に形成された前記案内溝に沿って機体の進行方向を誘導する案内装置を備えた4輪型移植機において、前記案内装置は、機体フレームの前端部に左右方向に揺動自在に軸支された第1揺動アームと、該第1揺動アームの前端部に連結部を介して上下方向に回動可能に連結された第2揺動アームと、該第2揺動アームの前端部に設けられ前記案内溝に沿って移動する案内部材と、前記第1揺動アームに連結されその揺動を各前輪を変向させるステアリングフランジに伝達するタイロッドを備え、これにより前記第1及び第2揺動アームの左右方向の揺動に伴って各前輪が変向し、さらに前記第1揺動アームにハンドルの動きを伝達する舵取装置が連結され、ハンドルの動きが前記舵取装置を介して前記第1揺動アームに左右方向の揺動として伝達され、さらにタイロッド及びステアリングフランジを介して前輪に伝達されることを特徴とする。なお、機体フレームとは、車輪や、エンジン、植付装置、作溝装置、案内装置等の搭載物を支持するフレーム構造を意味する。
【0008】
上記移植機は、タイロッドとして、一端が前記第1揺動アームに連結され他端が各前輪を変向させるステアリングフランジに連結された一対のタイロッドを備えることが望ましい。また、上記案内装置において、第1揺動アームの支点からタイロッドの連結部までの距離をaとし、ステアリングフランジの回動支点からタイロッドの連結部までの距離をbとしたとき、a>bであることが望ましい。
さらに、上記移植機の具体的形態として、舵取装置は第1揺動アームの両側に一対設置された油圧シリンダ装置であり、その一端が機体フレームに連結され、他端が前記第1揺動アームに連結されていること、前記第1揺動アームの高さ位置を保つ支持部材が機体フレームに設置されていること、及び作溝装置は機体との距離を調整可能とされ、かつ機体の前進に伴って圃場の表面に案内溝を形成する作溝部材を後輪の側方に備えること等を例示できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図3を参照し、本発明に係る移植機について具体的に説明する。図1及び図2に示す移植機は野菜や花のポット苗を圃場に移植する4輪型移植機であり、機体フレーム1と、それぞれ2輪の前輪2及び後輪3、前輪を操向させるハンドル4、機体の中間部分に設置された植付装置5、その前方に設置された溝切り輪6、予備のポット苗箱を載置する予備苗載台7、エンジン8等を備える。植付装置5及び溝切り輪6はそれ自体公知であり、圃場に接地してポット苗を植え付ける稼動位置と上方の退避位置の間を同時に昇降可能に機体フレーム1に支持されている。なお、この移植機は4条型である。
【0010】
さらに、この移植機は、圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置11と、圃場に形成された前記案内溝に沿って機体1の進行方向を誘導する案内装置12を備える。
作溝装置11は機体フレーム1の後端部に設置され、機体フレーム1に支持されて左右に延びる横フレーム13と、横フレーム13の両側に該横フレーム13に対してスライド可能に取り付けられたスライドフレーム14と、スライドフレーム14の先端に取り付けられた支持リンク15と、支持リンク15の先端にフォーク16を介して回転自在に取り付けられた算盤玉形の作溝車輪17等からなる。この作溝車輪17は後輪3の側方に位置している。
【0011】
この作溝装置11において、スライドフレーム14が横フレーム13に対しスライドすることで作溝車輪17の機体1からの距離が調整可能であり、これにより自動操縦時の隣接植付条間隔(今回植付分(4条)と次回植付分(4条)との間隔)が調整できる。また、支持リンク15はスライドフレーム14との取付部18を支点として鉛直面内で回動可能であり、これにより作溝車輪17は図1に示す稼動位置と上方に退避した退避位置の間を昇降可能である。なお、作溝車輪17の昇降は植付装置5及び溝切り車輪6の昇降と同時に自動的に行われるようにするとよい。
作溝車輪17は稼動時はバネ19により下方に押し付けられ、機体の進行に伴って圃場表面に案内溝を形成するが、機体の中で最も左右の揺れの少ない後輪3の近傍(側方)に位置しているため、一時的な機体の揺れの影響を余り受けずに、案内溝を安定して形成することができる。
【0012】
案内装置12は機体フレーム1の前端部に設置され、機体フレーム1の一部をなす左右の前輪支持ケース21に掛け渡した支持フレーム22の中央に左右方向に揺動自在に軸支された第1揺動アーム23と、第1揺動アーム23の前端部に連結部24を介して上下方向に回動可能に連結された第2揺動アーム25と、第2揺動アーム25の前端部に直列に2つ設けられた算盤玉形の案内車輪26と、一端が第1揺動アーム23に固定されたブラケット27、28に回動自在に連結され、他端がステアリングフランジ29、30に回動自在に連結された一対のタイロッド31、32、機体フレーム1の前端のブラケット33の下端に固定された平面視円弧状(円弧の中心は第1揺動アームの支点)の支持バー34、第1揺動アーム23に取り付けられ前記支持バー34上を転動可能な支持ローラ35、シリンダ側が第1揺動アーム23に連結されロッド側が第2揺動アーム25にリンクを介して連結された油圧シリンダ装置36等からなる。
なお、ステアリングフランジ29、30(前記特開2000−69807ではスイングアームと称している)は各前輪2を変向させるためのもので、一端が前輪支持ケース21に支持された軸37に固定され、他端がタイロッド31、32に連結されている。軸37の下には前輪2の車軸が取り付けられ、このステアリングフランジ29、30が回動して軸37がそれぞれある角度回動すると、同じ角度だけ前輪2の向きが変わるようになっている。
【0013】
この案内装置12において、支持バー34が第1揺動アーム23側の支持ローラ35と協働して第1揺動アーム23を支持し、その高さ位置を保っている。また、油圧シリンダ装置36のロッドが伸長すると第2揺動アーム23が下降し(図1の実線参照)、短縮すると上方の退避位置に回動する(図1の仮想線参照)。この昇降が植付装置5及び溝切り車輪6の昇降と同時に自動的に行われるようにしてもよい。
さらに、この案内装置12において、図3に示すように、第1揺動アーム23の支点からタイロッド31、32の連結部までの距離をaとし、ステアリングフランジ29、30の回動支点からタイロッド31、32の連結部までの距離をbとしたとき、a>bに設定されている。
【0014】
移植機が走行すると、それに伴って案内車輪26が案内溝内を走行する。案内溝が直線的であれば、第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25と機体の向きは基本的に同一であるが、案内溝が湾曲している場合、第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25は、図3の仮想線に示すように当該案内溝の湾曲に倣って角度を変え、機体の向きと第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25の間に修正角αが生じる。同時に、第1揺動アーム23に連結されたタイロッド31、32が各ステアリングフランジ29、30を回動させ、それに伴い各ステアリングフランジ29、30に対応する前輪2、2には切れ角β(機体の向きと前輪2、2との角度)が生じる。ここで、a>bに設定されているので、α<βとなる。すなわち、案内溝の湾曲に敏感に反応して前輪2、2が角度を変え、機体を案内溝側に誘導するのが早くなる。従って、湾曲した案内溝に沿って植付作業をする場合にその案内溝に対する機体の追従性が優れている。また、直線的な案内溝に沿って植付作業を行う場合にも、走行中に機体が揺れるなどして機体が左右いずれかを向くことがあるが、その場合にも機体の向きが元の方向に回復するのが早い。
【0015】
さらに、この案内装置12では、第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25の揺動が、タイロッド31、32及びステアリングフランジ29、30を介して直に前輪2に伝達され、複雑な伝達機構を介していないので、第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25の揺動は軽く前輪2に伝達される。この案内装置12の伝達機構(第1揺動アーム23→タイロッド31、32→ステアリングフランジ29、30)に摺動部分がない(特開2000−69807では、揺動アームとピットマンアームの回転半径が異なるため、連結部材に摺動を許容する機構が必要)ことも、第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25の揺動が軽く前輪2に伝達される要因の1つである。その結果、この案内装置12では、案内車輪26は案内溝に対し優れた追従性を示す。また、伝達機構が簡単でかつ摺動部分がないことによりガタが小さく、第1揺動アーム23及び第2揺動アーム25の揺動がより正確に前輪2に伝達される。
【0016】
この移植機では、第1揺動アーム23の両側に油圧シリンダ装置41、42が一対設置され、いずれもシリンダ側が前輪支持ケース21に回動自在に連結され、ロッド側が第1揺動アーム23側に回動自在に連結されている。この油圧シリンダ装置41、42は移植機の舵取装置であり、作業者がハンドル4を操作する場合、ハンドル4を回すといずれか一方のシリンダに作動油が入ってロッドが伸長し、他方のシリンダから作動油が抜けてロッドが短縮するようになっている。これにより、第1揺動アーム23(及び第2揺動アーム25)が揺動し、その揺動はタイロッド31、32及びステアリングフランジ29、30を介して前輪2に伝達される。なお、自動操縦時は、第1揺動アーム23(及び第2揺動アーム25)が揺動するのに伴い、その揺動の程度(前輪の切れ角の程度)に応じて油圧シリンダ装置41、42が伸縮する(一方のシリンダから他方のシリンダに作動油が自由に移動する)。油圧シリンダ装置41、42の伸縮は同時にハンドル4に伝達され、その伸縮の程度に応じてハンドル4が回る。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、案内溝に対する追従性に優れた移植機を得ることができ、自動操縦が確実に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る移植機の側面図である。
【図2】 その平面図である。
【図3】 その要部拡大図である。
【符号の説明】
1 機体フレーム
2 前輪
3 後輪
11 作溝装置
12 案内装置
17 作溝車輪
23 第1揺動アーム
25 第2揺動アーム
26 案内車輪
29、30 ステアリングフランジ
31、32 タイロッド
34 支持バー
35 支持ローラ
36 油圧シリンダ装置
41、42 油圧シリンダ装置(舵取装置)
Claims (7)
- 圃場の表面に案内溝を形成する作溝装置と、圃場に形成された前記案内溝に沿って機体の進行方向を誘導する案内装置を備えた4輪型移植機において、前記案内装置は、機体フレームの前端部に左右方向に揺動自在に軸支された第1揺動アームと、該第1揺動アームの前端部に連結部を介して上下方向に回動可能に連結された第2揺動アームと、該第2揺動アームの前端部に設けられ前記案内溝に沿って移動する案内部材と、前記第1揺動アームに連結されその揺動を各前輪を変向させるステアリングフランジに伝達するタイロッドを備え、これにより前記第1及び第2揺動アームの左右方向の揺動に伴って各前輪が変向し、さらに前記第1揺動アームにハンドルの動きを伝達する舵取装置が連結され、ハンドルの動きが前記舵取装置を介して前記第1揺動アームに左右方向の揺動として伝達され、さらにタイロッド及びステアリングフランジを介して前輪に伝達されることを特徴とする自動操縦ができる移植機。
- 一端が前記第1揺動アームに連結され他端が各前輪を変向させるステアリングフランジに連結された一対のタイロッドを備えることを特徴とする請求項1に記載された自動操縦ができる移植機。
- 前記タイロッドは、一端が前記第1揺動アームに回動自在に連結され、他端が前記ステアリングフランジに回動自在に連結されていることを特徴とする請求項1又は2に記載された自動操縦ができる移植機。
- 前記案内装置において、第1揺動アームの支点からタイロッドの連結部までの距離をaとし、ステアリングフランジの回動支点からタイロッドの連結部まで距離をbとしたとき、a>bであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
- 前記舵取装置は、前記第1揺動アームの両側に一対設置された油圧シリンダ装置であり、その一端が機体フレームに連結され、他端が前記第1揺動アームに連結されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
- 前記第1揺動アームの高さ位置を保つ支持部材が機体フレームに設置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
- 前記作溝装置は、機体との距離を調整可能とされ、かつ機体の前進に伴って圃場の表面に案内溝を形成する作溝部材を後輪の側方に備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載された自動操縦ができる移植機。
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