JP3903128B2

JP3903128B2 - 走行車両に付設する作業機の制御装置

Info

Publication number: JP3903128B2
Application number: JP17732597A
Authority: JP
Inventors: 靖司河野; 和志中司
Original assignee: Agritecno Yazaki Co Ltd
Current assignee: Agritecno Yazaki Co Ltd
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2017-07-02
Also published as: JPH1118517A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタ等の走行車両に装着する、播種機や施肥機や移植機や薬剤散布機や土壌消毒機等の作業機の作業部の高さを、設定高さに制御する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からトラクタの後部にロータリ耕耘装置や作業機を装着して、該ロータリ耕耘装置や作業機を一定深さ（高さ）で作業することは従来から行われており、これらロータリ耕耘装置や作業機の高さは接地した高さをフィードバックして、トラクタの昇降装置を駆動して高さまたは深さが一定となるように制御していた。例えば、特開平５−３０１５８４号の技術である。
【０００３】
また、作業機として播種機や施肥機や薬剤散布機を装着して、この作業機の走行速度の検知手段と散布量の変更手段を設けて、走行速度に合わせて一定量ずつ一定距離毎に散布するように制御した技術も公知となっている。例えば、特開平６−１４１６０５号の技術である。
【０００４】
また、上記のような作業において、播種作業の場合には適正な播種深さがあり、浅過ぎると露出して鳥類に食べられたり、雨で流失したりし、深過ぎると芽が出難くなって成長が遅れたり、腐ったりしていた。また、肥料の場合にも同様に流失したり、肥料の効きが悪かったりしていたのである。
そこで、播種深さを一定にする制御する技術が本出願人より提案済みである。例えば、特開平２−２２２６０４号の技術である。
また、ホッパーやタンク内の残量が運転席から判るように表示装置を設け、播種量を設定できるようにした技術が本出願人より提案済みである。例えば、特開平９−３７６２２号の技術である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平５−３０１５８４号の技術では、トラクタの本体に制御装置及び検知手段が設けられているために、ロータリ耕耘装置の後部に作業機を装着した場合には、その作業機とロータリ耕耘装置は別々に高さが変化するので、作業機だけの高さを制御することはできなかったのである。
【０００６】
また、特開平６−１４１６０５号の場合も、ロータリ耕耘装置の後部に作業機を装着した場合には、トラクタの走行速度の滑りと作業機の滑りが異なり、また、高さも異なり精密な播種や散布を行うことができなかったのである。
そして、前記二つの技術は、検知装置がトラクタ本体に内蔵されているために、トラクタの種類やメーカーが異なると、その作業機は使用することができず、または、設定をやりなおす必要があり、面倒な作業となり、また、作業機もそのトラクタに合わせた仕様のものしか使用できなかったのである。
【０００７】
また、特開平２−２２２６０４号の技術は、播種装置の高さをアームを接地させることによって検知していたので、圃場が軟らかいと深く入ってしまい高さに誤差が生じ、アームは作業部の側方に位置しているために、作業部との高さに異なることもあった。
また、電気的に圃場の含水率を検知して、作溝器や覆土器や鎮圧ローラーの高さを変更するようにしていたのであるが、表面しか検知しないので、雨後に晴れたときには実際と大幅に異なることがあったのである。また、特開平９−３７６２２号の技術は作業状態を表示して、設定もできるのであるが、作業機の高さは検知しておらず、コストも高いものとなっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような手段を用いる。
請求項１においては、走行車両の後部にロータリ耕耘装置Ｒを装着し、該ロータリ耕耘装置Ｒの後部に、更に施肥機または播種機Ｆを装着した構成において、該施肥機または播種機Ｆに、非接触式の高さセンサー２７と、施肥機または播種機Ｆの作業部の昇降手段とを設け、前記走行車両に、前記作業部の高さの表示・設定器１０と、昇降手段の制御回路Ｃとを着脱可能としたものである。
請求項２においては、請求項１記載の走行車両に付設する作業機の制御装置において、該施肥機または播種機Ｆの作業部を、作溝器２４及び覆土装置とし、該作溝器２４と覆土装置を昇降制御可能に構成し、該施肥機または播種機Ｆの後部に、圃場の硬軟の検知手段を設け、該圃場の硬軟の検知手段と前記制御回路Ｃと接続し、該圃場の硬軟の検知手段からの値により、該作業部の高さを補正するものである。
請求項３においては、請求項２記載の走行車両に付設する作業機の制御装置において、前記施肥機または播種機Ｆに走行速度検知手段を設け、施肥機または播種機Ｆの繰出装置２１に繰出駆動手段を設け、走行速度検知手段及び繰出駆動手段を前記制御回路Ｃと接続し、前記走行速度検知手段により検出した走行速度を、圃場の硬軟の検知手段からの値により補正し、その補正した速度に合わせて繰出装置２１の駆動手段を制御し、肥料または種子を繰り出すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面に示した実施例の構成を説明する。
図１は本発明の走行車両に播種機を装着した側面図と制御ブロック図、図２は播種機の側面図、図３は表示・設定器の正面図である。
【００１０】
走行車両をトラクタＡとし、ロータリ耕耘装置の後部に装着する作業機を播種機とした場合について説明する。
トラクタＡはボンネット２の後部に運転部Ｄが配置され、該ボンネット２内にエンジンＥやバッテリー１等を収納し、運転部Ｄはボンネット２後部に立設した操作コラム３上にハンドル４を配置し、該操作コラム３後部に座席５を配置している。前記運転部Ｄ前方でオペレーターが正面を向いて、運転の邪魔にならない範囲において、ボンネット２上や操作コラム３上、または、座席５側部に表示・設定部１０が設けられ、該表示・設定部１０は着脱可能に取り付けられている。例えば、接着やネジ等により固定される。また、表示・設定部１０には制御回路Ｃも収納されている。但し、制御回路Ｃは作業機側に配置しても構わない。そして、制御回路Ｃやアクチュエーター等への電源供給はバッテリー１からコードを介して接続される。
【００１１】
また、トラクタＡの後部には三点リンク式の作業機装着装置Ｂが配設され、該作業機装着装置Ｂはトップリンク６とロアリンク７・７とリフトリンク８・８等からなり、リフトリンク８・８に連結したリフトアーム９・９を回動させることでリフトリンク８・８を介してロアリンク７を回動して作業機を昇降できるようにしている。該作業機装着装置Ｂの後部に装着する作業機としては、ロータリ耕耘装置Ｒや播種機Ｆ、その他、施肥機や土壌消毒機や移植機等が装着される。
但し、本発明を適用する作業機としては、前記作業機に限定されるものではなく、トラクタに装着して設定深さに作用させる作業機であれば限定するものではない。
【００１２】
次に具体的な構成を、ロータリ耕耘装置Ｒの後部に播種機Ｆを装着した実施例について説明する。
図２において、ロータリ耕耘装置Ｒのデプスフレーム１１後端に取付ブラケット１２が固定され、該取付ブラケット１２の後部にメインフレーム１３の前端が枢軸１４によって上下に回転自在に枢支されている。但し、取付ブラケット１２の下面にはストッパー１５が設けられて、ロータリ耕耘装置Ｒを上昇したときに、メインフレーム１３が一定回転以上回転するとストッパー１５に当接して回動が制限されて播種機Ｆも上昇されるようにし、作業時は圃場表面の凹凸に追随して上下に回動できるようにしている。
【００１３】
前記メインフレーム１３の側方にチェーンケース１７の上部が回転自在に支持され、該チェーンケース１７下端に接地輪１６が軸支され、前記メインフレーム１３とチェーンケース１７の間にはバネ１８が介装されて、接地輪１６が圃場面に接地するようにチェーンケース１７を下方へ付勢している。該チェーンケース１７上部に回転数センサー（または速度センサー）１９が設けられ、該センサー１９を図１に示す制御回路Ｃと接続し、該制御回路Ｃによって走行速度が演算される。但し、前記回転数センサー１９は後述する鎮圧輪２０に設けて速度を検知する構成としてもよい。
【００１４】
そして、前記メインフレーム１３の中途部上に播種機Ｆが配置され、該播種機Ｆは繰出装置２１の上部にホッパー２２を設け、下部にはホース２３を連通し、該ホース２３の下端は作溝器２４の左右のディスクの間に挿入している。前記繰出装置２１はモーターＭ１によって駆動され、該モーターＭ１は前記制御回路Ｃと接続されて、設定した量を走行速度に合わせてモーターＭ１を駆動して播種できるようにしている。また、前記ホッパー２２内には残量検知センサー３０が配置され、該残量検知センサー３０は非接触式の超音波センサー等からなり、ホッパー２２内の種子上面の高さを検知して残量を検出するようにしている。
また、前記ホース２３内に種子落下検知センサー３１が配置され、該種子落下検知センサー３１は圧電センサーからなり、播種粒数を検知するようにしている。また、前記モーターＭ１を駆動したときに、ホッパー２２や繰出部で種子が詰まったりすると種子が落下しないので、確実に種子を繰り出しているかを検知している。前記残量検知センサー３０及び種子落下検知センサー３１は制御回路Ｃと接続されている。
【００１５】
また、前記繰出装置２１の前部には支持パイプ２５が垂設されて、該支持パイプ２５に伸縮可能な支持杆２６が挿入されて、該支持杆２６下端に作溝器２４が配置され、該作溝器２４は二枚の円板状のディスクを前側を閉じた平面視Ｖ字状に配置して、該ディスクを支持杆２６下端に回転自在に支持している。そして、前記支持パイプ２５の上端にモーターＭ２が配置され、該モーターＭ２の駆動によって支持杆２６が上下に高さ調節可能に構成している。該モーターＭ２は前記制御回路Ｃに接続されている。但し、上記構成は電動シリンダーとすることもできる。
【００１６】
また、前記作溝器２４の前方位置またはその側部近傍で地上からの高さを検知できるように、前記メインフレーム１３に高さセンサー２７が配置され、該高さセンサー２７は非接触式のセンサーで超音波センサー等からなり地表面からの作業部（本実施例では作溝器）の高さを検知し、制御回路Ｃと接続されている。
本実施例では作溝器２４の下端の高さを検知するようにしており、作業前に硬い地上面に接地させた時の高さを検知し、この高さを基準として、作業時には、作溝器２４が設定深さに位置するように前記モーターＭ２を駆動するのである。
【００１７】
そして、前記作溝器２４後部には覆土ディスク３５が配置され、該覆土ディスク３５はアーム３６下部に回転自在に軸支され、該アーム３６は前上方に延設して、上端を前記メインフレーム１３に回転自在に枢支している。該アーム３６の中途部にはロッド３７の一端を回転自在に枢支し、該ロッド３７の他側は前記メインフレーム１３に回転自在に支持した枢支体３４に摺動自在に支持し、ロッド３７他端にバネ３８の一端を係止して、前記覆土ディスク３５を地面に押しつけるように付勢している。
そして、該バネ３８の他端には電動シリンダーのモーターＭ３と接続して、該モーターＭ３の回動によってバネを押し引きしてバネ力を調整できるようにしている。例えば、圃場が軟らかい場合には覆土ディスク３５が深く入らないようにバネ力を弱め、硬い場合には覆土ディスク３５が深く入るようにバネ力を強めるのである。
【００１８】
その後部のメインフレーム１３より後下方に支持フレーム４０を突設して、該支持フレーム４０の後端に鎮圧輪２０を回転自在に支持している。そして、メインフレーム１３後端に検知ロッド４１の上端を回動自在に支持し、該検知ロッド４１とメインフレーム１３の中途部にはロッド４２の一端を回転自在に枢支し、該ロッド４２の他側は前記メインフレーム１３に回転自在に設けた支持体４３に摺動自在に支持し、該支持体４３の両側のロッド４２上にバネ４４・４４を外嵌して、検知ロッド４１が一定の角度を維持できるようにしている。該検知ロッド４１上端の回動基部には角度センサー４５を設けて検知ロッド４１の角度を検知し、検知ロッド４１の先端が地中に挿入されて、走行抵抗検知手段としている。つまり、播種器Ｆを牽引したときに土壌より受ける抵抗を、砕土状態と見なして、圃場の硬軟を検知できるようにしている。但し、角度センサー４５の代わりにロッド４２の移動量を検知する構成としてもよい。
【００１９】
前記表示・設定器１０は、図３に示すように、電源スイッチ５０と切換スイッチ５１と、７セグメントＬＥＤよりなる表示部５２と、レベル表示部５３と選択表示部５４と設定手段となる設定ツマミ５５とスタートボタン５６から構成されて、電源スイッチ５０をＯＮして、切換スイッチ５１を押すことにより、表示切換して、選択表示部５４が順次点灯して、各検知した値を表示部５２で表示するようにしている。レベル表示部５３では全体を１００％とした場合の割合を表示し、大体の量が判るようにしている。また、切換スイッチ５１で切り換えたときに設定ツマミ５５を回動することによって、任意に設定値を変更することができる。
【００２０】
以上のような構成において、作業を開始する前に平地において、ロータリ耕耘装置Ｒを下降させて、播種装置Ｆを地面に接地して、作溝器２４下端の高さを検知して初期値として入力する。そして、圃場において、播種深さと播種間隔を表示・設定器１０で設定して、トラクタＡを走行させて、スタートボタン５６を押すと、モーターＭ１が駆動されて繰出装置２１が作動して種子が落下され、ホース２３内に落下したかどうかを、種子落下検知センサー３１で検知してカウントし、該ホース２３を介して、作溝器２４で圃場面上に作った溝内に種子を落下するようにする。
【００２１】
このとき走行速度が回転数センサー１９によって検知され、走行速度が速いとモーターＭ１の回転速度もそれに比例して速くなるようにして、播種間隔が一定となるようにしている。そして、走行速度は接地輪１６の回転により検知しているものであるから、圃場が硬いと殆ど滑ることなく正確な速度を検知できるが、圃場が軟らかいと滑りが多くなり、正確な速度は検知できない。そこで、本発明では砕土状態を検知した値によって、走行速度を補正してできるだけ実速度に近くなるようにして、正確に播種できるようにしている。
【００２２】
この溝の深さは、高さセンサー２７で検知した高さと作溝器２４の下端の高さの差から深さが演算でき、作溝器２４の下端の高さは作業前にセットしてあるので、圃場面に凹凸があったり、ロータリ耕耘装置Ｒの耕深が変化したりしても、その高さの変化に応じてモーターＭ２を作動させて溝の深さが一定となるように制御する。
【００２３】
また、播種後の種子は覆土ディスク３５によって土が被せられる。この覆土ディスク３５はバネ３８の付勢力によって圃場面に押しつけられており、圃場の硬軟によってその入り込み量は異なってくる。本発明では、メインフレーム１３後部に設けて圃場に突き刺した検知ロッド４１の回動量、即ち、走行抵抗を圃場の硬軟検知に利用している。よって、回動量が小さい場合には抵抗が小さく、細かく砕土されていたり、水分が多く軟らかい圃場である。この場合には覆土ディスク３５は深く入り込んでしまうので、モーターＭ３を駆動してバネ力を弱めて、その硬軟に合わせて適正量の覆土ができるようにする。圃場が硬い場合には、逆に覆土ディスク３５が深く入るようにモーターＭ３を駆動する。そして、その後方に配置した鎮圧輪２０によって鎮圧する。
【００２４】
また、播種機の代わりに施肥機や薬剤散布機や土壌消毒機や移植機等を装着して同様に制御できる。また、土壌消毒機や移植機の場合には、ロータリ耕耘装置Ｒを装着せずに作業機装着装置Ｂに直接装着する場合が多く、土壌消毒機の場合には注入爪の高さを上下に変更する手段を設け、圃場の高さを検知する高さセンサーと、薬液量を検知するセンサーと設ければよい。移植機の場合には高さを検知するセンサーと、苗継ぎセンサーが必要となる。
【００２５】
このような構成において、前記高さセンサー２７と残量検出センサー３０は超音波センサーからなり、圃場の硬軟は角度センサー４５で検知し、速度は回転数センサー１９で検知し、これらは制御回路Ｃに接続される。そして、アクチュエーターは全てモーターを使用し制御回路Ｃで制御する。従って、薬剤散布や土壌消毒や移植機は前記制御機構を共通に使用することが可能となるので、作業機側にセンサーとアクチュエーターを予め装着しておき、ケーブルで表示・設定器１０及び制御回路Ｃに接続する構成とすると、表示・設定器１０と制御回路Ｃをトラクタに装着しておけば、作業機交換するたびに、ケーブルの接続を変更するだけで、各種作業に応じて制御して作業が可能となる。また、作業機を複数有しないならば、作業機の着脱時に、表示・設定器１０と制御回路Ｃも同時に着脱して、トラクタの制御装置とは関連がなく、独立して制御ができて、混乱や紛失も生じることはない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したことにより次のような効果を奏する。
即ち、請求項１の如く、走行車両の後部にロータリ耕耘装置Ｒを装着し、該ロータリ耕耘装置Ｒの後部に、更に施肥機または播種機Ｆを装着した構成において、該施肥機または播種機Ｆに、非接触式の高さセンサー２７と、施肥機または播種機Ｆの作業部の昇降手段とを設け、前記走行車両に、前記作業部の高さの表示・設定器１０と、昇降手段の制御回路Ｃとを着脱可能としたので、走行車両の制御装置とは別に、独立して作業部の高さを制御できるようになり、走行車両が凹凸で上下動しても、その上下動に関係なく作業部を一定高さに制御することができるのである。
また、走行車両に作業部の高さ設定手段と制御回路を着脱可能に設けたので、走行車両から作業機を外したときに、同時に高さ設定手段と制御回路を外して格納することができ、走行車両に装着したままで紛失や故障が生じることがなく。また、他の走行車両にも容易に取り付けることができるようになり、走行車両の機種や仕様に関係なく取り付けることもできる。
【００２７】
また、請求項２の如く、該施肥機または播種機Ｆの作業部を、作溝器２４及び覆土装置とし、該作溝器２４と覆土装置を昇降制御可能に構成し、該施肥機または播種機Ｆの後部に、圃場の硬軟の検知手段を設け、該圃場の硬軟の検知手段と前記制御回路Ｃと接続し、該圃場の硬軟の検知手段からの値により、該作業部の高さを補正するように構成したので、圃場の硬軟が走行抵抗検知手段によって検知され、その硬軟に合わせて覆土装置が昇降されるので、播種部に一定量覆土でき、播種深さまたは施肥深さを一定に保つことができたのである。
【００２８】
また、請求項３の如く、前記施肥機または播種機Ｆに走行速度検知手段を設け、施肥機または播種機Ｆの繰出装置２１に繰出駆動手段を設け、走行速度検知手段及び繰出駆動手段を前記制御回路Ｃと接続し、前記走行速度検知手段により検出した走行速度を、圃場の硬軟の検知手段からの値により補正し、その補正した速度に合わせて繰出装置２１の駆動手段を制御し、肥料または種子を繰り出すようにしたので、播種または施肥の間隔または量が一定となり、正確に播種または施肥の作業ができるようになったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の走行車両に播種機を装着した側面図と制御ブロック図である。
【図２】播種機の側面図である。
【図３】表示・設定器の正面図である。
【符号の説明】
Ａトラクタ
Ｃ制御回路
Ｆ播種機
１０表示・設定器
１９回転数センサー
２１繰出装置
２４作溝器
２７高さセンサー
３０残量検知センサー
３５覆土ディスク
４１検知ロッド

Claims

走行車両の後部にロータリ耕耘装置（Ｒ）を装着し、該ロータリ耕耘装置（Ｒ）の後部に、更に施肥機または播種機（Ｆ）を装着した構成において、該施肥機または播種機（Ｆ）に、非接触式の高さセンサー（２７）と、施肥機または播種機（Ｆ）の作業部の昇降手段とを設け、前記走行車両に、前記作業部の高さの表示・設定器（１０）と、昇降手段の制御回路（Ｃ）とを着脱可能としたことを特徴とする走行車両に付設する作業機の制御装置。
請求項１記載の走行車両に付設する作業機の制御装置において、該施肥機または播種機（Ｆ）の作業部を、作溝器（２４）及び覆土装置とし、該作溝器（２４）と覆土装置を昇降制御可能に構成し、該施肥機または播種機（Ｆ）の後部に、圃場の硬軟の検知手段を設け、該圃場の硬軟の検知手段と前記制御回路（Ｃ）と接続し、該圃場の硬軟の検知手段からの値により、該作業部の高さを補正することを特徴とする走行車両に付設する作業機の制御装置。
請求項２記載の走行車両に付設する作業機の制御装置において、前記施肥機または播種機（Ｆ）に走行速度検知手段を設け、施肥機または播種機（Ｆ）の繰出装置（２１）に繰出駆動手段を設け、走行速度検知手段及び繰出駆動手段を前記制御回路（Ｃ）と接続し、前記走行速度検知手段により検出した走行速度を、圃場の硬軟の検知手段からの値により補正し、その補正した速度に合わせて繰出装置（２１）の駆動手段を制御し、肥料または種子を繰り出すことを特徴とする走行車両に付設する作業機の制御装置。