JPH02242607A - 田植機の植深制御装置 - Google Patents

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」 本発明は苗の植付深さを一定維持させるようにした田植
機の植深制御装置に関する。

「従来の技術」 この種植深制御にあっては、フロートセンサで検出され
る接地圧変化に基づいて植付部を昇降させ植付深さの一
定維持を図るようにしている。

「発明が解決しようとする問題点」 このような場合１作業前などに一旦基準植付深さが設定
されると、以後植付速度或いは圃場条件（水深・土壌表
面硬度・耕盤の凹凸など）が変化してもフロートセンサ
で検出される接地圧変化のみに基づいて植深制圓が行わ
れるため、植付速度或いは圃場条件によっては植付深さ
に大きな誤差が生じるという欠点があった。

゛「問題点を解決するための手段」 したがって本発明は、フロートセンサの検出に基づき植
付深さを一定維持させるようにした田植機の植深制御構
造において、田植機による植付速度を検出する車速セン
サと、圃場の水深を検出する水位センサと、圃場の表面
硬度を検出する硬度センサとを備え、これら植付速度・
水深・表面硬度の検出結果に基づ（複合制御でもって植
付深さを一定維持させるように構成したものである。

また上記車速センサ及び水位センサ及び硬度センサのう
ち何れか一つの検出結果に基づいて植深制御を行っても
良い。

さらに、上記フロートセンサの感度調節を硬度センサの
検出結果に基づき行うように構成しても良い。

「作　用」 而して本発明によれば、現行の車速か速（なった場合或
いは水深が深（なった場合にフロートセンサが圃場面よ
り浮上がり傾向となって浅植となる不都合や、圃場の表
面硬度の変化に応じフロートセンサの感度を敏感側或い
は鈍感側に調節するどき浅植或いは深植傾向となる不都
合の解消を図るもので、車速成いは水深或いは圃場の表
面硬度の悪影響を受けることなく正確な植付深さの一定
維持を図るようにしたものである。また圃場の表面硬度
が変化した場合にもその都度作業者が手動操作によりフ
ロートセンサの感度調節を行う必要な（、硬度センサの
検出結果に基づき自動的に正確な調節を行わしめること
が可能にできるものである。

「実施例」 以下本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。第１
図は植深制御回路図、第２図は乗用田植機の側面図、第
３図は同平面図を示し、図中（１）は作業者が搭乗する
走行車であり、エンジン（２）を搭載する車体フレーム
（３）後端をミッションケース　（４）に連設させ、前
記ミッションケース（４）の前方両側にフロントアクス
ルケース（５）を介して水田走行用前輪（６）を支持さ
せると共に、前記ミッションケース（４）の後方両側に
リヤアクスルケース（７）を介し水田走行用後輪（８）
を支持させる。そして前記エンジン（２）を覆うボンネ
ット（９）両側外方に予備苗載台（ｌＯ）を適宜取付け
ると共に、ステップ１ｌｌ）を形成する車体カバー（１
２）によって前記アクスルケース１５１１７１等を覆い
、前記車体カバー（１２）上部に運転席（１３）を取付
け、その運転席（１３）の前方で前記ボンネット（９）
後部に操向ハンドル（１４）を設ける。

さらに、図中（１５）は多条植え用の苗載台（１６）並
びに複数の植付爪（１７）・・・などを具有する植付部
であり、前高後低の後傾式の苗載台（１６）を案内レー
ル（１８）及びガイドレール（１９）を介して植付ケー
ス（２０）に左右往復摺動自在に支持させると共に、方
向に等速回転させるロータリケース（２１）を前記植付
ケース１２０）に支持させ、該ケース１２１）の回転軸
芯を中心に対称位置に一対の爪ケース（２２）　（２２
）を配設し、その爪ケース（２２）先端に植付爪（１７
）（１７）を取付ける。また前記植付ケース（２０）の
前側に回動支点軸（２３）を介して支持フレーム（２４
）を設け、トップリンク（２５）及びロワーリンク（２
６）を含む三点リンク機構（２７）を介して走行車＋１
１後側に支持フレーム（２４）を連結させ、前記リンク
機構（２７）を介して植付部（１５）を昇降させる昇降
シリンダ（２８）を備え、前記前後輪（６１ｔ８１を走
行駆動して略定速で移動すると同時に、左右に往復摺動
させる苗載台け６）からロータリケース（２１）の１回
転で２本の植付爪（１７）　（１７１により２株の苗を
取出し、連続的に苗植え作業を行うように構成する。

また、図中（２９）は走行変速レバー、（３ｏ）は植付
レバー　（３１）は植付は感度調節レバー、（３２）は
走行うラッチペダル、（３３１１３３）は左右ブレーキ
ペダルである。

第４図乃至第５図にも示す如く、前記植付部（１５）の
下方中央にフロートセンサであるセンタフロート（３４
）を、またこの左右両側にサイドフロ−ト（３５）　（
３５）を配設するもので、左右サイドフロート（３５１
（３５１の後部を植付深さ調節リンク（３６）を介して
植付ケース（２０）下側の植付深さ調節支点軸（３７）
に支持すると共に、前部を緩衝リンク（３８）を介して
植付ケース（２０）下側に支持している。また前記セン
タフロート（３４）は後部の左右両側を二つの植付深さ
調節リンク（３６）　＋３６＋で支持すると共に、前部
の左右両側をセンサリンク（３９）及び左側リンク（４
０）の二つで支持して４点支持構造としたもので、前記
センタフロート（３４）の前部を上下に揺動自在に支持
するピッチング支点軸（４１）をフロート（３４）後部
上面のブラケット（４２）に設けている。そして前記植
付ケース（２０）に植付深さ調節支点軸（３７）を回転
自在に軸支し、前記調節支点軸（３７）に基端を固設し
た前記植付深さ調節リンク（３６１（３６］先端を前記
ピッチング支点軸（４１）に連結する一方、前記植付ケ
ース（２０）の支軸（４３）に出力リンク（４４）中間
を回転自在に軸支し、その出力リンク（４４）後端に結
合ビン（４５）を介して検出アーム（４６）先端を連結
し、またその検出アーム（４６）基端を前記調節支点軸
（３７）に固定すると共に、前記出力リンク（４４）先
端にビン（４７）を介してインナワイヤであるセンサワ
イヤ（４８）を連結する。また前記ピッチング支点軸（
４１）を中心とするセンタフロート（３４）前部側の上
下揺動によるフロート（３４）支持角度変化を検出する
アウタ受アームである前記センサリンク（３９）をブラ
ケット（４９）及びビン（５０）を介してフロート（３
４）前部上面に支持させ、前記センサワイヤ（インナワ
イヤ）　（４８＋を内挿させるアウタワイヤ（５１）一
端を前記センサリンク（３９）に固定させる。

さらに、前記油圧シリンダ（２８）に油圧ポンプからの
油圧を供給する油圧切換弁（５２）を備え、該切換弁（
５２）のスプール（５３）に中間を当接させる切換カム
（５４）の一端に前記センサワイヤ（インナワイヤ）　
（４８１を連結させるもので、前記カム（５４）他端部
を機体側固定支軸（５５）に軸支させ、前記スプール（
５３）に対し切換カム１５４）を離反させるバネ（５６
）をそのカム（５４）他端延設部と車体フレーム（３）
の後部縦フレーム（３ａ）間にバネ圧調節部材（５６ａ
ｌ　を介して連結する。また、前記切換弁（５２）など
を内設する車体カバー（１２）内部に植深支点軸（５７
）を介して前記感度調節レバー（３１）基端部を軸支さ
せ、前記支点軸（５７）に基端を軸支する感度調節アー
ム（５８）に前記センサワイヤ（インナワイヤ’）　＋
４８＋を連結すると共に、前記切換カム（５４）にリン
ク（５９）を介して前記調節アーム（５８）を連動連結
して、レバー軸（６０）を中心とした前記レバー（３１
）操作により切換カム（５４）及びリンク（５９）を中
立位置に保持した状態で調節アーム（５８）を回転させ
、前記センサリンク（３９）からのセンサワイヤ（４８
）の突出量を変化させ、田面硬度などに応じてセンタフ
ロート（３４）の基準姿勢を変更してその感度調節を行
なう一方、植付深さの変化に基づきフロー）　＋３４１
の接地圧が変化しフロート（３４）の前部が上下動する
とき、前記センサワイヤ（４８）及び切換カム（５４）
を介して切換弁（５２）を適宜操作して植付部（１５）
の昇降制御を行って植付深さの一定維持を図るように構
成している。

また第９図にも示す如（、前記レバー軸（６０）には大
径ギヤ（６１）を固設するレバーガイドディスク（６２
）を回動自在に支持させていて、感度調節要素である感
度モータ（５３）により回転させろ小径ギヤ（６４）に
前記ギヤ（６１）を結合させ、前記調節レバー（３１）
の係合片（６５）をディスク（６２）の感度調節溝（６
２ａ）にバネ（６６）力でもって係合させるとき前記モ
ータ（６３）の駆動でもってディスク（６２）とともに
一体園転させ基準感度位置の調節を行わしめるように構
成している。

第６図乃至第８図に示す如く、前記支持フレーム（２４
）の上端に一体連設する中央縦フレーム（６７）と、苗
載台（１６）の左右両側を支持する苗載支柱（６８）　
（６８１間に左右のローリング規制バネ＋６９１　＋６
９１を介設するもので、前記縦フレーム（６７）の上部
固定ボックス（７０）に横送りネジ軸（７１）を内股し
、該ネジ軸（７１）に水平制御駆動要素であるローリン
グモータ（７２）を連動連結すると共に、ネジ軸（７１
）に結合させる移動体（７３）に固定板（７３ａｌ　を
介してバネ圧調節板（７４）を取付けて、該調節板（７
４）と前記支柱（６８）の上部取付は金具（７５）間に
バネ圧調節自在に規制バネ（６９）を張設し、作業中苗
載台（１６）の左右横送りにより発生するローリングの
規制を行う一方、植付部（１５）の左右傾斜時にあって
は前記ローリングモータ（７２）を正逆駆動し左右の規
制バネ（６９）のバネ力を不均衡状態に制御することに
よって植付部（１５）の水平維持を図るように構成して
いる。

なお（７６）は前記ボックス（７０）と苗載台（１６）
の左右両側間に張設するローリング規制用補助バネ、（
７７）は前記植付ケース（２０）の中央上部位置に設け
るローリング検出用の水平センサである。

第１０図にも示す如く、前記支点軸（３７）に基端を固
設する基準植付深さ設定用の植深調節レバー（７８）を
植深モータ（７９）により適宜駆動制御するようにした
もので、前記植付ケース（２０）のモータ取付台（８０
）に前記モータ（７９）を設け、該モータＣ７９）のモ
ータ軸に連結する螺旋部材（８１）の送り溝（８１ａ）
に前記レバー（７８）の係合片（８２）を適宜係合連結
させて、前記モータ（７９）の正逆駆動でもって調節レ
バー（７８）で設定される基準植付深さの調節を行うと
共に、該レバー（７８）による植付深さ位置を植付ケー
ス（２０）の横バイブ（８３）に取付台（８４）を介し
設置する植深フィードバックセンサ（８５）により検出
するように構成している。″ 第１１図乃至第１２図にも示す如く、前記横バイブ（８
３）に支持部材（８６）を介し固設するセンサボックス
（８７）に圃場の表面硬度を検出する硬度センサ（８８
）と水深を検出する水位センサ（８９）とを設けるもの
で、前記硬度センサ（８８）はボックス（８７）の支点
軸（９０）にアーム（９１）を介して支持させた接地輪
（９２）の上下変位量をポテンショメータ（９３）で感
知することにより圃場の表面硬度を検知する一方、前記
水位センサ（８９）はボックス（８７）に前後アーム（
９４）を介して支持させたフロート（９５）の上下変位
量をポテンショメータ（９６）で感知することにより水
深を検出するように構成したものである。

第１図に示す如く、前記植深モータ（７９）及び感度モ
ータ（６３）及びローリングモータ（７２）をそれぞれ
リレー回路（９７）　（９８）　（９９）を介して駆動
制御する植深制御回路（１００１を備えるもので、自動
スイッチ（１０１１と、自動ランプ（１０２１と、前記
植付レバー１３０）の植付作業位置（植付クラッチｒ入
」）のときオフ（接点を開）となる常閉植付レバースイ
ッチ１１０３１　と、均平接点（１０４ａ）及び自動接
点（１０４ｂｌを有するオート感度スイッチ＋１０４１
と、前記ミッションケース（４）に設けて走行速度を検
出する車速センサ（１０５１と、前記水平センサ（７７
）と、基準植付深さを手動設定する植深設定器（１０６
１と、前記水位センサ（８９）と、前記硬度センサ（８
ａ）と、前記植深フィードバックセンサ（８５）と、前
記感度調節レバー（３１）による感度位置を検出する感
度フィードバックセンサ（１０７）と、前記苗載台（１
６）の左右移動終端位置を検出する左右のローリング制
御禁止スイッチ１１０８）　（１０９）とを前記制御回
路１１００）に入力接続させて、前記各モータ１６３１
　（７２１（７９１の駆動制御を行うように構成してい
る。

本実施例は上記の如く構成するものにして、以下第１３
図のフローチャートを参照してこの作用を順序を追って
説明する。

（１）自動スイッチ（１０１）がオンすると初期値の設
定を行う、　　　Ｖ、＝２．５、ＶＣ＝ＯＶマ：感度モ
ータ（６３）のセット電圧（例えば硬度標準の場合ＶＷ
＝２．５Ｖ）ｖｃ：硬度センサ（８８）の出力Ｖ、に対
応した植深の補正電圧 （２）植深設定器（１０６１の出力Ｖ、に対する植深モ
ータ（７９）のセット位置の目標電圧Ｖ、を求めろ。

Ｌ＝　ａ　Ｖｌ　＋　ｂ　　　（ａ　ｓ　ｂ　：定数）
（３）植付レバースイッチ（１（１３）がオン（接点間
）つまり植付レバー（３０）にあって植付クラッチ「切
」で植付部（１５）上昇の非作業状態のとき自動制御を
中止し、該スイッチ（１０３１のオン（接点間）つまり
植付レバー（３０）にあって植付クラッチｒ入」で植付
部（１５）下降の作業状態のとき車速センサ（１０５１
の信号（Ｓ）（以後車速パルスＳと称す）により下記の
動作を行う。

以下余白 （４）車速パルスＳの値により次の動作を行う。

Φ　車速パルスＳがＮ、＜Ｓ＜Ｎｌのとき水位センサ（
８９）の出力ｖ此＃車速パルスＳから次式より植深補正
電圧Ｖゎを求める。

■　Ｎ、、Ｎ２は定数 ■　Ｖ、は水位センサ（８９）の出力ｖ２、車速パルス
Ｓに対応した植深の補正電圧 Ｖ、は硬度センサ（８８）の出力Ｖ、に対応した感度レ
バー（３１）のセット電圧 （ｃ、ｄ：社套母填定数） ■　車速パルスＳがＮ２≦Ｓのとき水位センサ（８９）
の出力ｖ宜から次式により植深補正電圧ｖ１を求める。

Ｖｂ＝　ＣＶａ＋　ｄ 即ち第１５図に示す如＜　’Ｊｂ＝　ｃ　ｖｔ＋　ｄの
関係式で表わされる水深の場合、水深の浅い時（フロー
ト（３４）の浮上がりはない）は補正せず、水深が深く
なるにつれて補正量を大きくする。また第１６図に示さ
れる車速Ｎの場合、一定量下（ＮＵＮ、）のとき補正量
（Ｖ、＝０）で一定範囲と凡 内（Ｎ＋　＜　Ｎ　＜　Ｎａｌのとき補正量（Ｖｂ＝ａ
（）Ｎ寛−Ｎ 十ｂ）（ａ％ｂは定数）の関数で与えられる如く、車速
Ｎが速（なるにつれ一定値（Ｎ２）まで徐々に植深を深
（するように補正を行うものである。

またこの場合　前記水位センサの出力（ｖ２）は、第１
７図に示す如く、検出される出力ｍの一定検出時間（ｔ
ｌ）間の平均値を用いたもので、フロート（３４１ｆ３
５１などが起こす波の影響を解消させて適正な信号を得
るようにしたものである（第１７図の波形は波の影響を
受けた実際の出力波形を表わす）。

（５）感度スイッチ＋１０４＋の均平・自動の位置に応
じ次の動作を行う。

■　均平位置のとき Ｖ、＝Ｏ１Ｌ＝ＶＫ（ｖ、は定数） ■　自動位置のとき 硬度センサ（８８）の出力Ｖ、かう次式よりＶＣ５Ｖ、
を求める。

Ｖ、＝　Ｉ　Ｖ、＋　ｆ Ｖ、　＝　ｇ　Ｖａ　＋　ｈ　−２，５（２、ｆ、ｇ、
ｈ二定数） 即ち、第１８図に示す如く、硬度センサ（８８）が圃場
の表面硬度の標準（Ｖ、＝２．５１より例えば軟らかい
（Ｖ、＝３．７）状態を検出するとき、該値（Ｖ、　、
＝３．７１に対応した感度フィードバック出力（ｖｌ）
が前記式 ％式％（ より求められて、第１９図に示す如（この電圧ＩＶ、　
＝３．３）値に感度モータ（６３）が駆動されて（この
場合敏感側「１」位置）圃場表面の硬軟状態に応じた感
度調節が自動的に行われる。

なお、前記硬度センサ（８８）の出力（Ｖ、）は、第２
０図に示す如く一定検出時間（ｔ、）に検出される出力
ｆＶ）を平均化して安定した制御信号を得るものである
。

そして、第２１図に示す如（、前記硬度センサ（８８）
の検出結果に基づき感度モータ（６３）が駆動され感度
調節レバー（３１）位置が決定されると、そのレバー（
３１）位置に応じて植深の補正値（ｖ６）が算出される
（敏感時の浅値、鈍感時の深植防止）。

（６）植深モータ（７９）のセット電圧（目標値）　Ｖ
Ｘと感度モータ（６３）のセット電圧（目標値）　Ｖｖ
を求める。

ＶＸ＝Ｖ−＋　Ｍｂ　＋　Ｖｃ ＶＹ＝Ｖ。

（７）求められたＶｘ、　Ｖアに対しｔｌｉ−２フイー
ドバツクセンサ（８５）の出力ｖ４と、感度フィードバ
ックセンサ（１７）の出力Ｖ、が下記の条件を満足する
ようにモータ（７９１＋６３１を駆動する。

以下余白 ｖｗａ　％　Ｖｌｌｌｌ　＋不感帯 そして終了後にあっては（２）の動作に戻って以下同様
の動作を繰返すものである。

一方、前記水平センサ（７７）の検出に基づくローリン
グ制御を、植付レバースイッチ（１０３）のオン（接点
開）により開始するもので、水平センサ（７７）の出力
Ｖ、が適正範囲内（Ｖｔ±Ｖｗｃ　）に入るようにロー
リングモータ（７２）の駆動制（卸が第１４図のフロー
チャート、第２２図の出力線図に示される如（行われる
。

即ち水平センサ（７７）の出力ｖ６が適正範囲以下（Ｖ
ｓ＜Ｖｙ−Ｖｗｃ　）のとき或いは適正範囲以上ｔｖ。

＞Ｖｙ＋Ｖｗｃ）のとき（但しＶｗｃは不感帯を撓≠可
唆＃）　、前記モータ（７２）の正逆駆動により植付部
（１５）の右上げ或いは左上げ制御が行われるもので、
またこの際苗載台（１６）が左右移動終端位置に至って
前記禁止スイッチ＋１０８）或いは（１０９）がオン（
接点開）となるときはこれら左上げ或いは右上げの信号
は微小一定時間（例えば２０〜４９ａ＋５ｅｃ）出力さ
れずローリング制御が禁止される。つまり第２３図に示
す如く苗載台（１６）の左右両端位置では、苗載台（１
６）の左右移動方向の反転時にあっては慣性力で植付部
（１５）全体が反転方向と逆へ傾き水平センサ（７７）
からはそれに応じた誤信号が一時的に出力される。した
がってこのときの動作を一時的に禁止して過制御となる
のを防止するものである。

なお、感度を手動補正するための感度手動設定器を前記
制御回路＋１（ＩＱ）に設けても良い。

また前述実施例においては、硬度及び水位及び車速セン
サ（８８１（８９１Ｔ１０５）の検出に基づ（複合制御
を示したが、何れか一つのセンサ（８８）或いは（８９
）或いは（１０５）の検出に基づいた制御でも良い。

このように本実施例のものは圃場硬度の検出でもって感
度の補正が行われ、また感度の補正が行われることによ
って植深の補正が行われる。つまり、同−植深状態でフ
ロート（３４）が敏感側に調節されると植深は浅植え側
となるものであるから、深植側の補正が必要となり、結
果として植深の補正も行われるものである。

「発明の効果」 以上実施例からも明らかなように本発明は、フロートセ
ンサ（３４）の検出に基づき苗の植付深さを一定維持さ
せろようにした田植機の植深制御構造において、田植機
による植付速度を検出する車速センサ（１０５）　と、
圃場の水深を検出する水位センサ（８９）と、圃場の表
面硬度を検出する硬度センサ（８８）とを備え、これら
植付速度・水深・表面硬度の検出結果に基づく複合制御
でもって植付深さを一定維持させるものであるから、車
速や水深や圃場の表面硬度の悪影響を受けることのない
正確な植付深さの一定維持が図れる。また上述、各セン
サ（１０５）　ｆ８９）　ｆ８８１のうち何れか一つの
検出結果に基づいて植深制御を行うことにより車速成い
は水深或いは圃場の表面硬度の悪影響を受けることのな
い正確な植付深さの一定維持が図れる。さらに前記フロ
ートセンサ（３４）の感度調節を硬度センサ（８８）の
検出結果に基づき行うことにより、作業者がその都度圃
場の表面硬度を確認して手動調節することな（、自動的
に圃場硬度に対応させた調節が行えて作業性な向上させ
ることができるなどの顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は植深制御回路図、第２図は田植機の全体側面図
、第３図は同平面図、第４図は植深制御機構部の側面説
明図、第５図はフロート部の平面説明図、第６図は植付
部の側面説明図、第７図はローリング制御部の説明図、
第８図は同側面説明図、第９図は感度モーフ部の説明図
、第１０図は植深モータ部の説明図、第１１図は硬度セ
ンサ部の側面説明図、第１２図は水位センサ部の側面説
明図、第１３図は植深制御におけるフローチャート、第
１４図はローリング制御におけるフローチャート、第１
５図乃至第２３図は出力線図である。 （３４）・・・　フロートセンサ （８８）・・・硬度センサ （８９）・・・水位センサ （１０５＋・・・車速センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）フロートセンサの検出に基づき苗の植付深さを一
   定維持させるようにした田植機の植深制御構造において
   、田植機による植付速度を検出する車速センサと、圃場
   の水深を検出する水位センサと、圃場の表面硬度を検出
   する硬度センサとを備え、これら植付速度・水深・表面
   硬度の検出結果に基づく複合制御でもって植付深さを一
   定維持させるように構成したことを特徴とする田植機の
   植深制御装置。
2. （２）第１項記載の植深制御装置において、車速センサ
   の検出結果に基づいて植付深さを一定維持させるように
   構成したことを特徴とする田植機の植深制御装置。
3. （３）第１項記載の植深制御装置において、水位センサ
   の検出結果に基づいて植付深さを一定維持させるように
   構成したことを特徴とする田植機の植深制御装置。
4. （４）第１項記載の植深制御装置において、硬度センサ
   の検出結果に基づいて植付深さを一定維持させるように
   構成したことを特徴とする田植機の植深制御装置。
5. （５）第１項記載の植深制御装置において、フロートセ
   ンサの感度調節を行う感度調節要素を硬度センサの検出
   結果に基づき作動制御するように構成したことを特徴と
   する田植機の植深制御装置。