JPH01144904A

JPH01144904A - 水田作業機の機体高さ検出装置

Info

Publication number: JPH01144904A
Application number: JP30634887A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Watanabe; 渡辺　誉夫
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1987-12-02
Filing date: 1987-12-02
Publication date: 1989-06-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は田植機に代表される水田作業機において、特に
泥面から機体までの高さを検出する高さ検出装置に関す
る。

〔従来の技術〕

例えば、乗用型田植機においては田面から苗植付装置ま
での高さを接地フロートにより検出し、苗植付装置が田
面から設定高さを保つように苗植付装置を自動的に昇降
操作する装置を備えてあり、これにより苗の植付深さが
一定に保たれるのであるが、前述の接地フロート式であ
ると水田の表面から苗植付装置までの高さが検出され、
水田の表面から設定深さで苗が植付けられて行くことに
なる。しかしながら、水の比較的多い水田では表面の泥
が苗の植付けにとって軟らかすぎる場合がある為、前記
接地フロート式では植付後に苗倒れの危険性がある。

そこで、近年では水田の表面から下方に位置し苗の植付
けにとって適度の硬さを有する泥面を捜して、この泥面
から苗植付装置までの高さを検出する装置の研究が行わ
れており、この装置の一例として次のような構成のもの
がある。

つまり、泥面に突入する姿勢と泥面より上方に位置する
基準姿勢とに一定周期で繰返し駆動されるセンサーアー
ムを備え、このセンサーアームに感圧センサーを固定し
て、基準姿勢から感圧センサーが水田内に突入し設定硬
さを有する泥面を検知するまでの経過時間を計測する構
成である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記感圧センサーは派内を通過する際に、感圧センサー
に作用する泥の抵抗によって泥の硬さを電気的に検出す
るものである為、その検出感度が非常に鋭敏なものに設
定されており、さらに、感圧センサー保護の為に感圧セ
ンサーの感圧面には保護部材が取付けられている。

従って、センサーアームにより感圧センサーおよび保護
部材が往復上下動、つまり加速度運動させられると保護
部材に作用する慣性力が外乱として感圧センサーにより
検出されてしまって、設定硬さを有する泥面の位置検出
が正確に行われない場合が生してしまう。

ここで本発明は前述の問題に着目して、感圧センサーに
作用する外乱を少なくすることを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は以上述べたような水田作業機の機体高さ
検出装置を次のように構成することに在る。つまり、泥
面より上方に位置する基地姿勢と泥面に突入する姿勢と
に一定周期で繰返し上下駆動されるセンサーアームを機
体固定部位に設けて、泥圧抵抗を電気的に検出する感圧
センサーを前記センサーアームに弾性体を介して取付は
支持し、且つ、前記感圧センサーの感圧面を、センサー
アームに連結支持した弾性シートで覆い、センサーアー
ムの基準姿勢から感圧センサーの検出信号が設定値以上
になる時点までの経過時間を計測して、所定硬度の泥面
から機体までの高さを検出する制御装置を備えて構成し
ていることに在り、その作用及び効果は次のとおりであ
る。

〔作　用〕

前述のように、感圧センサーの感圧面を保護する保護部
材としての弾性シートを固定部であるセンサーアームに
連結すると、弾性シートの重量は感圧センサーだけでは
なくセンサーアームにも支持されることになる。これに
より、従来のように弾性シートに生ずる慣性力の全てが
感圧センサーに作用するのではなく、その内の一部がセ
ンサーアームに吸収されることになって、感圧センサー
に外乱として作用する慣性力を小さくすることができる
。又、センサーアームが特に硬い泥面に突入してしまっ
た場合には感圧センサーを支持している弾性体が後退し
て、突入時の大きな衝撃を吸収するので感圧センサーが
破損することも少なくなるのである。

〔発明の効果〕

以上のように、感圧センサーに対し慣性力に基づく外乱
を少なくすることができて設定硬さを有する泥面位置の
検出精度を向上させることができると共に、大きな衝撃
が感圧センサーに作用し難い構造が得られ高さ検出装置
の耐久性を向上させることができた。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例の１つである乗用型田植機につい
て図面に基づいて説明する。

第１図に示すように植付ミッション（１）の後部で回転
駆動される植付アーム（２）、植付ミッション（１）の
上部で機体左右方向に往復横送り駆動される苗のせ台（
３）、及び植付ミッション（１）の下部に整地兼姿勢維
持用のフロート（４）を備えて苗植付装置が構成されて
いる。これに対して、装輪式の走行機体（図外）からは
昇降シリンダ（５）によって昇降操作される第１四連リ
ンク機構（６）が延出されると共に、この第１四連リン
ク機構（６）の後端にサスペンションスプリング（７）
を備えた第２四連リンク機構（８）が連結されている。

そして、この第２四連リンク機構（８）の前後軸芯（Ｐ
Ｉ）周りに前記苗植付装置がローリング自在に取付けら
れると共に、第２四連リンク機構（８）の上部と苗のせ
台（３）背面の支持部材（１６）とに亘り複動型のロー
リングシリンダ（１７）が架設されており、このローリ
ングシリンダ（１７）により苗植付装置を前後軸芯（Ｐ
、）周りに強制的にローリング操作できるのである。

そして、第１四連リンク機構（６）の後端下部には、超
音波の発信器と受信器とで構成された超音波センサー（
９Ｒ）　、　（９Ｕ）が左右に２組設けられており、こ
の超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ）により水田の
表面（Ｓ）から超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ）
までの高さが検出される。

又、植付ミッション（１）の下部には横軸芯（ｐｔ）周
りに揺動駆動されるセンサーアーム（１０）が苗植付装
置の左右に２組設けられ、このセンサーアーム（１０）
に感圧センサー（１１Ｒ）　、　（ＩＬＬ）が内装され
ているのであるが、その取付は構造について詳述すると
第２図に示すように、センサーアーム（１０）先端の支
持ブロック（１２）に圧電素子等の感圧センサー（１１
Ｒ）　、　（１１Ｌ）が弾性体（１３）としての吸音材
（発泡スチロール又はスポンジ等）を介して取付けられ
ている。これに対してセンサーアーム（１０）先端にビ
ニールパイプ（１４）が外嵌されており、このビニール
パイプ（１４）の下端に弾性シート（１５）としてのゴ
ムシートが感圧センサー（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）の
感圧面に接するように張設されている。

前記超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ）及び感圧セ
ンサー（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）からの信号が制御袋
ｆｉ　（１Ｂ）に入力されており、次に制ｍ装置（１８
）内での制御の流れについて詳述する。前記左右のセン
サーアーム（１０）は一定周期（Ｔ）で繰返して上下に
揺動駆動されており、両感圧センサー（１１Ｒ）　、　
（ＩＬＬ）からは第４図に示すような信号が前記一定周
期（Ｔ）で制御装置（１８）に入力されてくる。そして
、感圧センサー（１１Ｒ）　（１１Ｌ）（１１Ｌ）が最
上方位置にくる基準点（ａＩ）から、所定硬度を有する
泥面（Ｇ）に感圧センサー（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）
が達してその信号（ａ２）が入力されるまでの経過時間
（１）を計測することにより、第３図に示すように泥面
（Ｇ）から感圧センサー（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）の
最上方位置までの高さ（ＨＫｌｌ）　、（Ｈｘｔ）が苗
植付装置の左右において求められるのである。

そして、同図に示すように感圧センサー（１１Ｒ）　、
　（１１Ｌ）の最上方位置から最下方位置までの高さ（
ＨＫ）及び苗の植付深さ（Ｈｏｅ）と前記高さ（）ＩＫ
Ｒ）　、　（ＨＫＬ）において、次の第０式及び第■式
が成立するように昇降シリンダ（５）及びローリングシ
リンダ（１７）に対する制御弁（１９）　、　（２０）
に制御装置（１８）から操作信号が発せられる。（感圧
センサー（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）の最下方位置と植
付アーム（２）による植付位置とは略一致させている。

）これにより、植付アーム（２）による植付深さが（Ｈ
ｏｎ）となるように且つ、泥面（Ｇ）と平行となるよう
に苗植付装置が昇降操作及びローリング操作されること
になるのである。

ＨＫ　　（（ＨＫ＋＋＋　ＨＫＬ）／　２　）　＝　Ｈ
ｏｗ・・・・・・・・・・・・　第０式％式％）・・・・・・・・・・・・　第■式ＬＩ：左右の感圧センサー（１１Ｒ）　（１１Ｌ）（１
１Ｌ）の間隔前記感圧センサー（１１Ｒ）　（１１Ｌ）（１１Ｌ）に
よる高さ検出及び昇降・ローリング操作はセンサーアー
ム（１０）が駆動される一定周期（Ｔ）毎にしか行えな
いので、その間は超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ
）　ニ基づく高さ検出及び昇降・ローリング操作が行わ
れる。次に、この超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ
）に基づく制御について詳述すると、超音波センサー（
９Ｒ）　、　（９Ｌ）は水田の表面（Ｓ）からの高さし
か検出できないので、感圧センサー（１１Ｒ）　、　（
１１Ｌ）　−により高さ検出が行われた時の超音波セン
サー（９Ｒ）　、　（９Ｌ）による検出高さ（ｈ□）、
（ｈｗＬ）を記憶しておく。そして、以下に示す第０式
で求められる制ｉ’１５量（Δ１）、つまり感圧センサ
ー（１１Ｒ）。

（１１Ｌ）の高さ検出により植付深さを（ｌｏｇ）とす
るには苗植付装置をどれだけ上昇又は下降操作すべきか
の値を第０式に示すように（ｔｍ）　、　（ｔｍ）の平
均値に加えて、この値（ｈｗｏｍ）を基準値として感圧
センサー（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）による次の検出が
行われるまでの間は、超音波センサー（９Ｒ）　、　（
９Ｌ）の高さ検出に基づき表面（Ｓ）から超音波センサ
−（９Ｒ）　、　（９Ｌ）までの高さが（ｈｗｏｍ）と
なるように苗植付装置の昇降操作が行われる。

ΔＩｔ　＝　（Ｈｘ　　Ｈ・ｏｍ）　　（Ｈｘ＊　＋　
ＨＫＬ）／　２・・・・・・・・・・・・　第０式％式％・・・・・・・・・・・・　第０式以上の昇降操作に対し、感圧センサー（１１Ｒ）。

（１１Ｌ）による高さ検出が行われない間のローリング
操作は次のようにして行われる。つまり、感圧センサー
（１１Ｒ）　、　（１１Ｌ）により高さ検出が行われて
、この検出値に基づいて苗植付装置が泥面（Ｇ）に対し
て平行となるようにローリング操作された直後において
、超音波センサー（９Ｒ）。

（９Ｌ）により検出された表面（Ｓ）からの高さ（ｈ’
ｗｉ）、（ｈ’ｔ、ｌＬ）を記憶しておく。そして、感
圧センサー（１１Ｒ）　、　（ＩＬＬ）による次の検出
が行われるまでの間は超音波センサー（９Ｒ）　、　（
９Ｌ）の高さ検出に基づき次の第０式を満足するように
、苗植付装置のローリング操作が行われるのである。

ｈｌｌ、Ｒ−ｈ”　ＷＬ＝ｈ’ＷＲｈ’ｗｔ。

・・・・・・・・・・・・　第０式％式％（）による次の検出が行われるまでの間において、超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ）によって検出される高
さＬ２：左右の超音波センサー（９Ｒ）　、　（９Ｌ）の
間隔尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る水田作業機の機体高さ検出装置の実
施例を示し、第１図は苗植付装置の全体側面及びその昇
降・ローリング操作系を示す図、第２図は感圧センサー
付近の拡大断面図、第３図は感圧センサー及び超音波セ
ンサーの配置、並びに検出状態を示す正面図、第４図は
感圧センサーによる検出信号のタイムチャートである。（１０）・・・・・・センサーアーム、（１１Ｒ）　、
　（１１Ｌ）・・・・・・感圧センサー、（１３）・・
・・・・弾性体、（１５）・・・・・・弾性シート、（
１８）・・・・・・制御装置、（Ｇ）・・・・・・泥面
、（Ｔ）・・・・・・一定周期、（１）・・・・・・経
過時間。

Claims

【特許請求の範囲】

泥面（Ｇ）より上方に位置する基準姿勢と泥面（Ｇ）に
突入する姿勢とに一定周期（Ｔ）で繰返し上下駆動され
るセンサーアーム（１０）を機体固定部位に設けて、泥
圧抵抗を電気的に検出する感圧センサー（１１Ｒ）、（
１１Ｌ）を前記センサーアーム（１０）に弾性体（１３
）を介して取付け支持し、且つ、前記感圧センサー（１
１Ｒ）、（１１Ｌ）の感圧面を、センサーアーム（１０
）に連結支持した弾性シート（１５）で覆い、センサー
アーム（１０）の基準姿勢から感圧センサー（１１Ｒ）
、（１１Ｌ）の検出信号が設定値以上になる時点までの
経過時間（ｔ）を計測して、所定硬度の泥面（Ｇ）から
機体までの高さを検出する制御装置（１８）を備えて成
る水田作業機の機体高さ検出装置。