JP3893836B2

JP3893836B2 - 苗移植機

Info

Publication number: JP3893836B2
Application number: JP2000046615A
Authority: JP
Inventors: 玉井　　利男; 博長井; 裕之新山
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP2001231318A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、苗移植機における苗植付部の昇降制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行車体に苗植付部が昇降可能に装着された苗移植機は、苗の植付深さを一定に維持するため苗植付部を適宜昇降するようになっている。この昇降制御の方法として最も一般的な方法は、苗植付部に設けた接地体によって圃場表土面の凹凸をセンシングし、その結果に基づき苗植付部の対地高さを一定に維持すべく苗植付部を昇降するというものである。
【０００３】
前記接地体は、左右方向の軸を支点にして回動自在に苗植付部の機体フレームに取り付け、スプリング等によって前端側を圃場表土面に押し付けるように付勢されており、圃場表土面の凹凸に追従して迎い角が変化する。このような接地体では、該接地体が前下がり姿勢であるほど、圃場表土面の小さな凹凸にも敏感に反応するという傾向がある。そこで、接地体の迎い角の制御目標値を変更することで制御感度を調節することが行われている。
【０００４】
また、上記制御感度の調節方法とは別に、制御目標値に対する不感帯幅を変更することで制御感度を調節する方法も行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
接地体として整地用のフロートが利用されている場合、制御感度を敏感にするために接地体であるフロートを前下がりにしすぎると、フロートの接地面積が狭くなり、フロートの前部が泥の中に深く沈み込んでしまうことにより、整地性が悪くなるという問題があった。これを解決することが本発明の課題である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明にかかる苗移植機は、左右方向の軸を支点にして回動自在に苗植付部に設けられた接地体の角度が所定の制御目標値に維持されるように苗植付部を昇降制御する昇降制御手段を備え、当該昇降制御手段の制御感度が変更可能な苗移植機において、前記昇降制御手段の制御感度を敏感側にするにつれて前記制御目標値が接地体前下がり側へ変化し、更に制御感度を所定感度よりも敏感側にすると、前記制御目標値が接地体前下がり側へ変化せずに、接地体の接地圧が軽くなるように構成したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる苗移植機の好ましい実施の形態として、図面に表された乗用型田植機について説明する。図１乃至図５に示す乗用型田植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して苗植付部４が昇降可能に装着されている。
【００１２】
走行車体２は四輪駆動車両であって、駆動輪である各左右一対の前輪１０，１０及び後輪１１，１１を備えている。機体の前後中央部に搭載されたエンジン１２の回転動力が、伝動ベルト装置１３を介してミッションケース１４へ伝動され、それから前輪１０，１０、後輪１１，１１、及び苗植付部４の各駆動部へ伝動される。エンジン１２の上方には操縦席１６が設置され、その前方に前輪１０，１０を操向するハンドル１７及び各種操作具が設けられている。
【００１３】
昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、各左右一対の上リンク２０，２０及び下リンク２１，２１を備えている。これらリンクは、走行車体２に設けられたリンク支持フレーム２２に前端部が回動自在に支持され、後端部には連結枠２３が枢結されている。そして、この連結枠２３に、苗植付部４をローリング自在に連結するローリング軸２４が設けられている。油圧昇降シリンダ２５を伸縮作動させることにより、各リンクが上下に回動し、ローリング軸２４に連結されている苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。
【００１４】
苗植付部４はローリング軸２４を支点にしてローリング自在に支持されている。連結枠２３に設けたローリングアーム３０と後記苗載台４１の左右支持フレーム４１ａ，４１ａとがローリングスプリング３１，３１で結ばれ、苗植付部４は弾力的に左右中立位置に保持される。ローリングアーム３０の下部には扇形ギヤ３２が形成されており、そのギヤにローリングモータ３３で回転させるピニオン３４が噛み合っている。これにより、ローリングモータ３３でピニオン３４を回転させると、ローリングアーム３０が回動し、ローリングスプリング３１，３１を介して苗植付部４の左右傾斜が変更される。苗植付部４の左右傾斜量は左右傾斜センサ３５に検出される。
【００１５】
苗植付部４は４条植えの構成で、苗植付部フレームを兼ねる伝動ケース４０に苗載台４１、４組の苗植付装置４２，…、センターフロート４３及びサイドフロート４４，４４等が組み付けられており、植付作業時には、各フロート４３，４４，４４が圃場の泥面を整地しながら滑走し、苗載台４１の苗取出口４１ｂ，…に一株分づつ供給される苗を苗植付装置４２，…が整地された泥面に植付けるようになっている。
【００１６】
苗植付装置４２は、図４に示すように、伝動ケース４０の植付伝動部４０ａの後端部に軸支されたクランク軸４２ａにクランク４２ｂを取り付け、該クランクと植付伝動部４０ａに固着の支持体４２ｃに回動自在に設けたリンク４２ｄとで植込杆４２ｅを支持している。クランク軸４２ａを回転させると、植込杆４２ｅの先端部に設けた苗分離爪４２ｆが所定の先端軌跡Ａを描いて上下動するように植込杆４２ｅが作動し、苗取出口４１ｂ，…に供給された苗を苗分離爪４２ｆが分離して取り出し、それを圃場に植付ける。
【００１７】
リンク４２ｄの回動支点となる軸４２ｇが挿通される支持体４２ｃの穴４２ｈは長穴になっていて、リンク４２ｄの回動支点の位置を調節可能となっている。図４において実線で示すように、長穴４２ｈの一方の端部に回動支点が位置するときには、苗分離爪４２ｆが先端軌跡Ａを描く植付状態となる。また、二点鎖線で示すように、長穴４２ｈの他方の端部に回動支点が位置するときには、苗分離爪４２ｆが先端軌跡Ｂを描き、苗分離爪４２ｆが苗取出口４１ｂを通らない植付停止状態となる。この構成とすると、苗植付装置４２，…への伝動系統中にクラッチを設けずに、任意条の苗植付けを停止させることができる。このため、コストダウンを図れる。
【００１８】
上記植付状態と植付停止状態の切り替えは、苗載台４１の裏面上部に設けた切替レバー４６によって、各条の苗植付装置４２ごと個別に行う。切替レバー４６と前記軸４２ｇとはケーブル４７で連係されている。各条の切替レバー４６，…の操作は、オペレータが操縦席１６に座ったまま行うことができる。
【００１９】
図５に示すように、各フロート４３，４４，４４は、左右横向きに配したフロート支持パイプ５０と一体のフロート支持アーム５１，…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５０は伝動ケース４０に回動自在に支持されており、該パイプと一体に回動する植付深さ調節アーム５２に固着した扇形ギヤ５３に植付深さ調節モータ５４で回転させるピニオン５５を噛み合わせ、植付深さ調節手段である植付深さ調節モータ５４を駆動してフロート支持パイプ５０を回動させることにより、苗植付装置４２，…に対する各フロートの取付高さを変更し苗の植付深さを調節するようになっている。植付深さ調節アーム５２の角度は植付深さセンサ５６に検出される。
【００２０】
センターフロート４３は圃場表土面の凹凸をセンシングするための接地体であり、該センターフロートの迎い角αがフロート迎い角センサ６０に検出される。フロート迎い角センサ６０は、伝動ケース４０に回動自在に支持された上リンク６１及び下リンク６２の前端部に連結した縦リンク６３に取り付けられている。そして、上リンク６１と縦リンク６３の連結軸６４に回動自在に取り付けた感知アーム６５の後端部とセンターフロート４３の前部とが感知ロッド６６を介して連結され、また感知アーム６５の前端部とフロート迎い角センサ６０の入力アーム６０ａとが連結ロッド６７を介して連結されている。
【００２１】
更に、感知アーム６５の前端部には押圧スプリング７０の一端が取り付けられ、これでセンターフロート４３の前部を圃場表土面に押し付けている。このため、センターフロート４３は前端側が若干泥中に沈み込んだ状態となっている。上記押圧スプリング７０の他端側に設けたラック７１に接地圧調節モータ７２で回転させるピニオン７３が噛み合っており、接地圧調節モータ７２を駆動して押圧スプリング７０を伸縮させることにより、センターフロート４３の接地圧を調節するようになっている。
【００２２】
フロート迎い角センサ６０は平行リンク機構で支持されているので、伝動ケース４０に対して常に同一姿勢に保たれる。そして、上リンク６１と一体に回動するアーム７５と前記植付深さ調節アーム５２とが連係ロッド７６により連結され、植付深さが変更されると、その変更量に相当する高さだけフロート迎い角センサ６０が上下動するように構成されているので、フロート迎い角を常に正確に検出できる。
【００２３】
図６は苗植付部の対地高さを制御する昇降制御装置の構成を示すブロック図である。制御部８０の入力側に前記フロート迎い角センサ６０、前記植付深さセンサ５６、及び制御感度を設定する感度調節ダイヤル８１が接続され、制御部８０の出力側に前記昇降油圧シリンダ２５を制御する油圧切替バルブ８２、前記植付深さ調節モータ５４、及び前記接地圧調節モータ７２が接続されている。なお、油圧切替バルブ８２はソレノイドバルブであって、パルス出力信号によって駆動される。
【００２４】
植付作業時には、フロート迎い角センサ６０に検出される実際のフロート迎い角と予め定められているフロート迎い角の制御目標値とを比較し、その差が不感帯内に収まっている場合は油圧切替バルブ８２を中立に保持し、その差が不感帯から外れている場合は実際のフロート迎い角が制御目標値に近づく側へ油圧切替バルブ８２に出力指令を出す。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４３の前部が押し上げられ、フロート迎い角が小さく検出される。すると、昇降油圧シリンダ２５を突出作動させるように油圧切替バルブ８２に出力指令が出され、苗植付部４が上昇する。逆に、表土面が低くなっているところでは、センターフロート４３の前部が下がるので、フロート迎い角が大きく検出される。すると、昇降油圧シリンダ２５を収縮作動させるように油圧切替バルブ８２に出力指令が出され、苗植付部４が下降する。このように、表土面の凹凸に応じて苗植付部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。
【００２５】
前記フロート迎い角の制御目標値は、感度調節ダイヤル８１の調節位置に応じて決められている。すなわち、感度調節ダイヤル８１を「標準」位置から「鈍感」側へ調節すると、その調節量に応じて制御目標値がフロート前上り側へと変化する（図７参照）。接地体であるセンターフロート４３は、姿勢が前下がりであるほど圃場表土面の小さな凹凸にも忠実に応答して上下動する。したがって、制御目標値をフロート前上り側へと変化させることにより、制御感度が鈍感になるのである。
【００２６】
逆に、感度調節ダイヤル８１を「標準」位置から「敏感」側へ調節すると、フロート迎い角の制御目標値は変化せず、接地圧変更モータ７３に出力して接地体であるセンターフロート４３の接地圧が小さくなる（図７参照）。接地体の接地圧が小さいほど、接地体が自由に動きやすく表土追従性が高まるので、制御感度が敏感になるのである。
【００２７】
このように、制御目標値の変更による制御感度の調節と接地圧の変更による制御感度の調節とを併用するのは、前者だけで制御感度の調節を行うと、制御感度を敏感にしたときに、センターフロート４３の前下がり姿勢がきつくなり、該フロートの前端側が泥の中に深く沈み込み過ぎることにより、土壌の表面にフロート跡が残ってしまうからである。一般的に制御感度を敏感にするのは土壌が柔らかい場合であるから、この現象は顕著に現れる。逆に、後者だけで制御感度の調節を行うと、制御感度を鈍感にしたとき、センターフロート４３の接地圧が強くなり過ぎ、ほとんど表土追従を行わなくなってしまうのである。
【００２８】
また、感度調節ダイヤル８１を「鈍感」側から「敏感」側へ調節すると、苗の植付深さが深くなるように植付深さ調節モータ５４に出力され、逆に感度調節ダイヤル８１を「敏感」側から「鈍感」側へ調節すると、苗の植付深さを元に戻すように植付深さ調節モータ５４に出力される。前述の如く、制御感度が敏感であるときにはセンターフロート４３の姿勢が前下がりであり、該フロートの通過跡が周囲よりも深くなりがちであるので、その分だけ苗植付装置４２，…に対するセンターフロート４３の上下位置を高くすることにより、苗の植付深さを一定に保たれるように補正するのである。
【００２９】
つぎに、以下に示す制御手段は、本願発明には含まれないが、参考例を表すものである。まず、上記制御感度の変更方法とは異なり、制御目標値に対する不感帯幅を増減することにより制御感度を変更する構成としてもよい。その場合、図８のフローチャートに示すように、制御感度を敏感にするために不感帯幅を減少させると、油圧切替バルブ８２のパルスオンタイムまたはパルス周期を変えて油圧昇降シリンダ２５の作動速度を遅くし、また制御感度を鈍感にするために不感帯幅を増大させると、同様にして油圧昇降シリンダ２５の作動速度を速くするのが好ましい。このようにすると、制御感度を敏感にしたときにハンチングが生じるのを防止できる。
【００３０】
図９は苗植付部のローリングを制御するローリング制御装置の構成を示すブロック図である。制御部８０の入力側に前記左右傾斜センサ３５、走行車体の左右傾斜の変化速度を検出する左右角速度センサ８５、及び苗植付部の左右傾斜基準を設定する左右傾斜調節ダイヤル８６が接続され、制御部８０の出力側に前記ローリングモータ３３が接続されている。
【００３１】
植付作業時には、左右傾斜センサ３５と左右角速度センサ８５の検出結果に基づき、ローリング調節ダイヤル８６によって設定された左右傾斜（通常は水平）になるようにローリングモータ３３に出力する。なお、図１０のフローチャートに示すように、制御中に左右傾斜センサ３５及び左右角速度センサ８５がいずれも断線した場合には、苗植付部４が左右水平となるようにローリングモータ３３に出力する。
【００３２】
さらに、図１１は本発明とは異なる他の形態を表している。この乗用型田植機１′は、土壌の硬軟に応じて昇降制御装置の制御感度を自動的に調節するように構成したもので、前記乗用型田植機１と比較して下記の異なる構成を有している。
【００３３】
まず、昇降リンク装置３′は、乗用型田植機１の昇降リンク装置と同様に、各左右一対の上リンク９０，９０及び下リンク９１，９１の先端側に連結枠９３が連結されているが、上リンク９０と連結枠９３の連結部には、苗植付部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が構成されている。すなわち、上リンクに形成された長穴９０ａ（下リンク連結ピン９３ａを中心とする円弧状をしている）に連結枠９３に設けた上リンク連結ピン９３ｂを遊嵌させあり、下リンク連結ピン９３ａを支点にして苗植付部４が長穴９０ａの範囲内でピッチング可能となっている。そして、下リンク９１，９１の中間部と上リンク連結ピン９３ｂとに両端を連結したピッチング電動シリンダ９５を伸縮作動させることにより、上記下リンク連結ピン９３ａを支点とするピッチングを行い、苗植付部４の姿勢を補正するようになっている。
【００３４】
また、センターフロート４３には、土壌の硬軟を検出する硬軟センサ９７が設けられている。この硬軟センサ９７は、土壌中に挿入された左右軸回りに回動自在な検出板９７ａの動きをポテンショメータ９７ｂで検出するようになっている。
【００３５】
この乗用型田植機１′の昇降制御装置は、図１２に示すように、制御部１００の入力側にフロート迎い角センサ６０、硬軟センサ９７、及び感度調節ダイヤル８１が接続され、昇降用油圧切替バルブ８２及びピッチング電動シリンダ９５が接続されている。
【００３６】
この乗用型田植機１′も、乗用型田植機１と同様に、フロート迎い角センサ６０の検出結果に基づき苗植付部４の昇降制御を行う。フロート迎い角の制御目標値は、硬軟センサ９７に検出される土壌の硬軟に適した制御感度となるよう適宜自動的に補正される。
【００３７】
また、図１３のフローチャートに示すように、硬軟センサ９７の検出値が急激に変化したなら、そのときのフロートの動作方向を判断し、フロートが前下がり側に作動した場合は苗植付部４が下降する側にピッチング電動シリンダ９５に出力し、フロートが前上り側に作動した場合は苗植付部４が上昇する側にピッチング電動シリンダ９５に出力する。これにより、車輪が窪みに落ち込む等して機体が急激に前後傾斜したときに、苗植付部４が前後水平に維持されるように制御する。ピッチング電動シリンダ９５の作動速度は、硬軟センサ９７の変化速度に応じて調整する。
【００３８】
更に、硬軟センサ９７の検出結果に基づいて決められた制御感度に応じて、ピッチング電動シリンダ９５の作動速度を変更する構成とすることにより、土壌の状況に合ったピッチング制御を行える。
【００３９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかる苗移植機は、整地用フロートを圃場表土面の凹凸をセンシングするための接地体として利用する場合、接地体迎い角の制御目標値の変更による対地昇降制御の制御感度の調節と接地体の接地圧の変更による制御感度の調節とを併用することにより、表土追従性を損なうことなく、制御感度を敏感にしたときにも良好な整地性が得られるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用型田植機の側面図である。
【図２】乗用型田植機の平面図である。
【図３】苗植付部の一部を省略した正面図である。
【図４】苗植付装置の側面図である。
【図５】フロートの支持機構を示す側面図である。
【図６】昇降制御装置のブロック図である。
【図７】制御感度とフロート迎い角の制御目標値及び接地圧との関係を示す図である。
【図８】不感帯幅を増減して制御感度を変更する制御のフローチャートである。
【図９】ローリング制御装置のブロック図である。
【図１０】図９に示すローリング制御装置による制御のフローチャートである。
【図１１】異なる乗用型田植機の側面図である。
【図１２】異なる昇降制御装置のブロック図である。
【図１３】図１２に示す昇降制御装置の制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１乗用型田植機（苗移植機）
２走行車体
３昇降リンク装置
４苗植付部
２５油圧昇降シリンダ
４２苗植付装置
４３センターフロート（接地体）
５４植付深さ調節モータ（植付深さ調節手段）
６０フロート迎い角センサ
８０制御部（昇降制御手段）

Claims

左右方向の軸を支点にして回動自在に苗植付部に設けられた接地体の角度が所定の制御目標値に維持されるように苗植付部を昇降制御する昇降制御手段を備え、当該昇降制御手段の制御感度が変更可能な苗移植機において、前記昇降制御手段の制御感度を敏感側にするにつれて前記制御目標値が接地体前下がり側へ変化し、更に制御感度を所定感度よりも敏感側にすると、前記制御目標値が接地体前下がり側へ変化せずに、接地体の接地圧が軽くなるように構成したことを特徴とする苗移植機。