JP4891677B2 - 畦塗り機 - Google Patents

Description

本発明は、走行機体に装着されて走行機体の走行位置に対して側方の位置を畦塗り作業可能な畦塗り機に関するものである。

畦塗り機は、広い圃場の外縁に亘って畦を成形するものであり、多大な時間と労力を要する畦塗作業の機械化を達成したものとして近年注目されている。この畦塗り機は、走行機体の走行とともに旧畦に沿って進行するものであり、圃場の条件等によっては畦塗り作業中に作業部の位置や方向の調整が必要になる。そこで、本出願人は、この作業部の位置及び方向の調整を自動でできる畦塗り機を提案している（特許文献１参照）。

この畦塗り機の一実施形態は、走行機体の後部に装着される装着部と、装着部の中央部に左右方向に揺動自在に枢支された伝動フレームと、伝動フレームを中央にして左右両側に配置されて前側が装着部の左右両端部に枢支された一対の平行リンク部材と、伝動フレーム及び一対の平行リンク部材の各後端部を水平方向に回動自在に枢支する伝動・支持フレームと、伝動・支持フレームに対して水平回動可能に取り付けられた作業部と、作業部に対する元畦の位置を検出して作業部を予め設定した位置に移動するように平行リンク部材の左右揺動や作業部の回動を制御するコントローラを備える。作業部は、旧畦の一部を切り崩して土盛りを行う前処理部と盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付ける整畦部とを有してなる。

このような畦塗り機は、走行機体の先端部が圃場端部に達した時点で、そこから走行機体が畦塗り成形された新畦から離反する方向に旋回しながら、平行リンク部材の左右揺動と作業部の回動によって隅部を直線的に畦塗り作業が可能に構成されているが、平行リンク部材のオフセット角度がある大きさ以上になると、作業部が畦から離反して隅部の未作業部分の直線的な作業が難しいという問題が発生する。そういう場合に、平行リンク部材が揺動しても作業部が畦から離反する程度が小さい位置で平行リンク部材の揺動を一旦停止し、平行リンク部材のみを揺動させるだけで隅部を直線的に畦塗り作業することができるようにしている。

特開２００４−２５４５２２号公報

しかしながら、平行リンク部材を所望のオフセット位置に移動させる作業は熟練が必要であり、平行リンク部材を一旦停止させる位置がずれると、圃場隅部の未作業部分の直線的な畦塗り作業ができなくなり、また作業者によっては畦の直線性にバラツキが生じるという問題が発生する。

また走行機体の大きさが変わると（特に大きさ）、走行機体が圃場の隅部で所定の旋回角度で旋回したときの走行機体の位置が変わり、また平行リンク部材のオフセット角度も変化するので、走行機体が変わる毎に平行リンク部材が所望のオフセット角度になるように平行リンク部材の延びる方向を作業者が目視で確認しながら走行機体を操作する必要があり、従来の畦塗り機は、操作性が悪く、走行機体に対する汎用性がないという問題があった。

また走行性の悪い湿田等においては、同じ走行機体でも走行機体が旋回したときの挙動が変わり停止位置が変動するため、走行機体が変わる場合と同様に、平行リンク部材が所望のオフセット角度になるように平行リンク部材の延びる方向を作業者が目視で確認しながら畦塗り機を操作する必要が生じる。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであり、熟練を要することなく且つ走行機体の大きさや圃場条件が変化しても、平行リンク部材を所望のオフセット角度を有した位置に容易に移動させることが可能な畦塗り機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の畦塗り機は、走行機体に装着される装着部と、走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業する作業部と、平行リンク機構を構成して作業部と装着部とを連結し作業部をオフセット移動可能な連結機構部と、該連結機構部を揺動移動させるオフセットアクチュエータ（例えば、実施の形態におけるオフセットシリンダ５０）と、連結機構部の移動端側に回動自在に設けられた回動軸（例えば、実施の形態における伝動軸４５）に繋がって作業部の作業方向を調整する方向アクチュエータ（例えば、実施の形態における方向シリンダ３１）とを備えた畦塗り機において、走行機体の走行方向が変化して作業部の作業位置及び作業方向が変化すると、オフセットアクチュエータ及び方向アクチュエータの伸縮を制御して直線状の畦塗り作業を維持する自動直進作業制御モードを有する作動制御部を設け、該作動制御部は、自動直進作業制御モードを実行中に走行機体が直線状に形成された畦から離反する方向に旋回して、直線状の畦に対する連結機構部のオフセット角度が所定値になると、自動直進作業制御モードの実行を中止することを特徴とする。なお、本発明でのオフセット角度とは、畦に対する連結機構部（平行リンク部材）がなす角度であって図２にθで示す角度をいう。

この発明によれば、自動直進作業制御モードを実行中に走行機体が直線状に形成された畦から離反する方向に旋回して、直線状の畦に対する連結機構部のオフセット角度が所定値になると、自動直進作業制御モードの実行を中止するようにしており、自動直進作業制御モードの実行が中止されると、連結機構部の直線状に形成された畦に対するオフセット角度は常に所定値になり、連結機構部を畦に対する一定のオフセット角度を有した位置に移動させることができる。このため、連結機構部を所望のオフセット角度にするための熟練操作が不要となり、連結機構部を所望のオフセット角度を有した位置に容易に移動させることができる。

また本発明は、直線状に形成された畦に対する連結機構部のオフセット角度は、装着部に対する連結機構部の揺動角度を検出する揺動角検出手段（例えば、実施の形態における揺動角センサ５２）からの検出値と連結機構部の移動端側に対する作業部の回動角度を検出する回動角検出手段（例えば、実施の形態における回動角センサ３３）からの検出値をもとに算出されることを特徴とする。

この発明によれば、畦に対する連結機構部のオフセット角度は、装着部に対する連結機構部の揺動角度を検出する揺動角検出手段からの検出値と連結機構部の移動端側に対する作業部の回動角度を検出する回動角検出手段からの検出値をもとに算出されることで、直線状に延びる畦を直接に検出することなく、畦に対する連結機構部のオフセット角度を検出することができ、検出方法の複雑化を防止してコストの増大を抑制することができる。

また本発明は、自動直進作業制御モードの実行を中止するときの直線状の畦に対する連結機構部のオフセット角度の所定値が、連結機構部の揺動のみで圃場の隅部の未作業部分を略直線状に畦塗り作業可能にする鈍角であることを特徴とする。

この発明によれば、自動直進作業制御モードの実行を中止するときの連結機構部のオフセット角度の所定値を、連結機構部の揺動のみで圃場の隅部の未作業部分を略直線状に畦塗り作業可能にする鈍角にすることで、自動直進作業制御モードが終了した後に連結機構部を揺動させるだけで、隅部の未作業部分を確実に略直線状に畦塗りすることができる。

また本発明の作動制御部は、自動直進作業制御モードの実行を中止すると、告知手段（例えば、実施の形態におけるブザー７２）を作動させることを特徴とする。

この発明によれば、作動制御部は、自動直進作業制御モードの実行を中止すると、告知手段を作動させることで、作業者は連結機構部のオフセット角度が所望の角度に移動したことを容易に知ることができる。

本発明に係わる畦塗り機によれば、自動直進作業制御モードを実行中に走行機体が直線状に形成された畦から離反する方向に旋回して、直線状の畦に対する連結機構部のオフセット角度が所定値になると、自動直進作業制御モードの実行を中止することで、熟練を要することなく且つ走行機体の大きさや圃場条件が変化しても、連結機構部を容易に所望のオフセット角度を有した位置に移動させることが可能な畦塗り機を提供することができる。

以下、本発明に係る畦塗り機について、図１〜図５を参照して説明する。なお、説明の都合上、図１（斜視図）に示す方向を前後方向及び左右方向として、以下説明する。畦塗り機１は、図１及び図２（平面図）に示すように、走行機体であるトラクタ（図示省略）の３点リンク機構に装着される装着部１０、畦塗り作業を行う作業部２０、装着部１０と作業部２０とを連結する連結機構部４０とを基本構成として備える。

装着部１０は、ロアリンク連結部１１とトップリンク連結部１２を備えると共に、連結機構部４０が装着される支持部材１３を備えている。また、トラクタのＰＴＯ軸とユニバーサルジョイント等の伝動継手を介して接続される入力軸（図示せず）を備えており、この入力軸に伝達された動力を連結機構部４０の伝動機構に伝達するための伝動機構を支持部材１３内に備えている。

連結機構部４０は、前端側が装着部１０の支持部材１３に支持され、後端側に作業部２０が取り付けられて、作業部２０を図示省略した走行機体側方のオフセット位置で作業させるものであり、前端が装着部側に軸支され、後端が作業部側に軸支されたリンク部材４１と、作業部側に動力伝達する巻き掛け伝動手段を備えた伝動ケース４３とを具備している。

伝動ケース４３は伝動軸４４，４５を垂直に設置して、伝動軸４４の回りに伝動ケース４３が回動可能に軸支され、伝動軸４５の回りに作業部２０が回動可能に軸支されている。そして、伝動ケース４３とリンク部材４１を平行に配備し、支持部材１３とで平行リンク機構を形成して、連結機構部４０の揺動に対して作業部２０の方向が変化しない機構にしている。

作業部２０は、旧畦の一部を切り崩して土盛り作業を行う前処理部２１とこの前処理部２１によって前方に盛られた土を切り崩された旧畦上に塗り付けて新しい畦を整畦する整畦部２５とを備え、これらが支持ケース２９に装着されており、伝動軸４４に伝動された動力を前処理部２１と整畦部２５とに振り分ける伝動機構を備えている。

ここで、前処理部２１はロータリ爪を駆動軸に装着したロータリ耕耘型の前処理機構であり、旧畦の天場（上面）を削り取る天場処理機構２２が付加されている。なお、必要に応じて天場処理機構２２を取り除いてもよい。整畦部２５は、畦の上面を成形する円筒ドラム２５ａと畦の側面を成形する円錐傘状ドラム２５ｂからなる整畦ドラムを採用することができる。

このように構成された畦塗り機１の連結機構部４０には、作業部２０の作業位置を調整するためのオフセットシリンダ５０が装備され、作業部２０には、作業部２０の作業方向を調整するための方向シリンダ３１が装備されている。

また、連結機構部４０のリンク部材４１の前端部には、連結機構部４０の揺動角度を検出する揺動角センサ５２が取り付けられている。この揺動角センサ５２は、支持部材１３に対する相対的なリンク部材４１の角度を検出するものであり、例えば、ポテンショメータの使用が可能である。また作業部２０の作業方向を検出する手段として伝動軸４５を覆うケース（図示せず）の外側に回動角センサ３３が装備されている。この回動角センサ３３は、連結機構部４０の移動端側に対する相対的な作業部２０の方向変化角度を検出するものであり、例えば、ポテンショメータの使用が可能である。図５における角度βは、トラクタの旋回に伴い作業部２０が回動した角度である。

また伝動軸４５の周囲には、作業部２０の作業方向を検出する角度センサ３５が装備されている。この角度センサ３５は、作業部単独の圃場面に対する作業方向の変化を検出するものであり、例えば、ジャイロセンサ等の使用が可能である。

また整畦部２５の後部には、作業部２０の位置を検出する位置センサ２７が装備されている。この位置センサ２７は、支持ケース２９から取り付けアーム２６を介して整畦ドラムの後方に配置されている。

そして、本発明の実施例に係る畦塗り機１の動作を制御するコントローラ６０は、図３（ブロック図）に示すように、角度センサ３５からの検出信号、位置センサ２７からの検出信号、揺動角センサ５２からの検出信号、回動角センサ３３からの検出信号、トラクタの運転席に設けられた自動直進作業制御スイッチ７０からのＯＮ信号に基づいて、オフセット制御バルブ６５及び方向制御バルブ６６の作動油の給排を制御して、オフセットシリンダ５０及び方向シリンダ３１を伸縮させるとともにブザー７２を鳴らす作動制御部６１と、図２に示す作業部２０の基準作業方向Ａｏ及び基準作業位置Ｘｏと畦Ｕに対する連結機構部４０のオフセット角度θの予めに設定された所定値θｏを記憶したメモリ部６３を有して構成されている。

自動直進作業制御モードは、トラクタの走行方向の変化に伴う作業部２０の位置及び作業方向の変化を調整して直線状の畦塗り作業を維持することができるモードであり、自動直進作業制御スイッチ７０は、自動直進作業制御モードを操作するスイッチである。

コントローラ６０の作動制御部６１は、自動直進作業制御スイッチ７０がＯＮ操作されると、自動直進作業制御モードの設定がなされて、このモード設定に対応したプログラムに従って作動する。作動制御部６１は、自動直進作業制御モードの設定がなされると、図２における基準作業方向Ａｏと、畦形成位置と作業部２０との基準作業位置Ｘｏを維持するように、オフセット制御バルブ６５及び方向制御バルブ６６の作動油の給排を制御して、オフセットシリンダ５０と方向シリンダ３１の伸縮を制御する。この際に、方向シリンダ３１の伸縮制御は、設定された基準作業方向Ａｏに直交する線（整畦部２５の回転軸方向）からの方向のずれを角度センサ３５が検出し、そのずれを無くすように方向制御バルブ６６の作動油の給排を制御する。また、オフセットシリンダ５０の伸縮制御は、基準作業位置Ｘｏから作業部２０の位置のずれを位置センサ２７で検出して、このずれを無くして作業位置を一定に保つようにオフセット制御バルブ６５の作動油の給排を制御する。

また、コントローラ６０の作動制御部６１は、図４（ａ）（平面図）に示すように、トラクタＴの先端部分が圃場Ｈの端に到達して自動直進作業制御スイッチ７０がＯＮ操作されると、自動直進作業制御モードを実行し、そして図４（ｂ）（平面図）に示すように、トラクタＴが直線状に形成された畦Ｕから離反する方向に旋回して、この畦Ｕに対する連結機構部４０のオフセット角度θが所定値θｏになると、自動直進作業制御モードの実行を中止する。なお、所定値θｏは、連結機構部４０を揺動させるだけで、圃場の隅部の未作業部分を略直線状に畦塗りすることが可能な鈍角である。

ここで、畦Ｕに対する連結機構部４０のオフセット角度θの算出方法について図５（平面図）により説明する。説明上、伝動軸（回動軸）４４，４５の軸心を通る直線を（イ）、伝動軸（回動軸）４５の軸心を通る整畦部２５の回転中心軸線を（ロ）、伝動軸（回動軸）４５の軸心を通りトラクタＴの進行方向に直交する線を（ハ）とすると、畦Ｕに対する連結機構部４０のオフセット角度θは、装着部１０に対する連結機構部４０の揺動角度を検出する前述した揺動角センサ５２からの揺動角度α[直線（イ）と（ハ）のなす角度]と連結機構部４０の移動端側に対する作業部２０の回動角度を検出する前述した回動角センサ３３からの回動角度β[直線（ロ）と（ハ）のなす角度]をもとに算出される。

つまり、畦Ｕに対する連結機構部４０のオフセット角度θは、図５（平面図）に示すように、
θ＝２７０°−α−β
で現すことができる。

このように、コントローラ６０の作動制御部６１は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、自動直進作業制御スイッチ７０がＯＮ操作されて自動直進作業制御モードが実行されてトラクタＴが直線状に形成された畦Ｕから離反する方向に旋回して、揺動角センサ５２からの揺動角度αと回動角センサ３３からの回動角度βをもとに前記した式から算出した連結機構部４０のオフセット角度θが所定値θｏになると、自動直進作業制御モードの実行を中止する。このため、自動直進作業制御モードの実行が中止されると、連結機構部４０の直線状に形成された畦Ｕに対するオフセット角度θは常に所定値θｏになり、連結機構部４０を畦Ｕに対する一定のオフセット角度θｏを有した位置に移動させることができ、熟練を要することなく連結機構部４０を所望のオフセット角度θｏを有した位置に移動させることができる。その結果、自動直進作業制御モードが終了した後に連結機構部４０を揺動させるだけで、圃場隅部の未作業部分を略直線状に畦塗りすることができる。

また前記した式は、トラクタＴの大きさや圃場条件が変わっても変化するものではない。このため、大きさの異なるトラクタに本実施の形態の畦塗り機１を装着しても、連結機構部４０を所望のオフセット角度θｏを有した位置に移動させることができるので、本実施の形態の畦塗り機１は、汎用性を有する。また同じトラクタによって圃場条件が異なる圃場の隅部を畦塗り作業した場合でも、連結機構部４０を所望のオフセット角度θｏを有した位置に容易に移動させることができるので、本実施の形態の畦塗り機１は、作業性がよい。

またコントローラ６０の作動制御部６１は、連結機構部４０を所望のオフセット角度θｏを有した位置に移動させると、ブザー７２を鳴らす。このため、作業者は連結機構部４０のオフセット角度θが所望のオフセット角度θｏに移動したことを容易に知ることができ、連結機構部４０の揺動のみで圃場隅部の未作業部分の畦塗り作業を略直線状にすることができる。なお、本実施例では、告知手段としてブザー７２を示したが、ランプ等の表示手段を点灯、点滅させたり、ブザー７２とランプ等を一緒に作動させたりしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る畦塗り機の後側斜視図を示す。 本発明の一実施の形態に係る畦塗り機の平面図を示す。 この畦塗り機に搭載されたコントローラを含むブロック図を示す。 自動直進作業制御モードによる作業部の作動内容を説明するための畦塗り機の平面図を示す。 畦に対する連結機構部のオフセット角度の算出方法を説明するための畦塗り機の平面図を示す。

符号の説明

１ 畦塗り機
１０ 装着部
２０ 作業部
３１ 方向シリンダ（方向アクチュエータ）
３３ 回動角センサ（回動角検出手段）
４０ 連結機構部
４５ 伝動軸（回動軸）
５０ オフセットシリンダ（オフセットアクチュエータ）
５２ 揺動角センサ（揺動角検出手段）
６１ 作動制御部
７２ ブザー（告知手段）
Ｔ トラクタ（走行機体）

Claims (4)

1. 走行機体に装着される装着部と、前記走行機体の走行位置に対して側方にオフセットした位置を作業する作業部と、平行リンク機構を構成して前記作業部と前記装着部とを連結し前記作業部をオフセット移動可能な連結機構部と、該連結機構部を揺動移動させるオフセットアクチュエータと、前記連結機構部の移動端側に回動自在に設けられた回動軸に繋がって前記作業部の作業方向を調整する方向アクチュエータとを備えた畦塗り機において、
   前記走行機体の走行方向が変化して前記作業部の作業位置及び作業方向が変化すると、前記オフセットアクチュエータ及び前記方向アクチュエータの伸縮を制御して直線状の畦塗り作業を維持する自動直進作業制御モードを有する作動制御部を設け、
   該作動制御部は、前記自動直進作業制御モードを実行中に前記走行機体が直線状に形成された畦から離反する方向に旋回して、直線状の前記畦に対する前記連結機構部のオフセット角度が所定値になると、前記自動直進作業制御モードの実行を中止することを特徴とする畦塗り機。
2. 直線状に形成された前記畦に対する前記連結機構部のオフセット角度は、前記装着部に対する前記連結機構部の揺動角度を検出する揺動角検出手段からの検出値と前記連結機構部の移動端側に対する前記作業部の回動角度を検出する回動角検出手段からの検出値をもとに算出されることを特徴とする請求項１に記載の畦塗り機。
3. 前記自動直進作業制御モードの実行を中止するときの直線状の前記畦に対する前記連結機構部のオフセット角度の前記所定値は、前記連結機構部の揺動のみで圃場の隅部の未作業部分を略直線状に畦塗り作業可能にする鈍角であることを特徴とする請求項１又は２に記載の畦塗り機。
4. 前記作動制御部は、前記自動直進作業制御モードの実行を中止すると、告知手段を作動させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の畦塗り機。

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