JPH023682Y2 - - Google Patents

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JPH023682Y2
JPH023682Y2 JP1982033380U JP3338082U JPH023682Y2 JP H023682 Y2 JPH023682 Y2 JP H023682Y2 JP 1982033380 U JP1982033380 U JP 1982033380U JP 3338082 U JP3338082 U JP 3338082U JP H023682 Y2 JPH023682 Y2 JP H023682Y2
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JP
Japan
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light
steering
planted seedlings
aircraft
light emitting
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は田植機等の移植機に搭載する自動操向
装置に関し、更に詳述すれば操向の基準となる既
植の苗列と、機体の相対位置関係を光学的に検知
して自動操向の精度の向上を図ると共に、経済性
にも優れた移植機の自動操向装置を提案したもの
である。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to an automatic steering device installed in a transplanting machine such as a rice transplanter. More specifically, the present invention relates to an automatic steering device that is installed in a transplanting machine such as a rice transplanter. This paper proposes an automatic steering system for transplanted aircraft that not only improves the accuracy of automatic steering by detecting the current situation, but also has excellent economic efficiency.

以下本考案を、その実施例を示す図面に基いて
具体的に説明する。第1図は本考案に係る自動操
向装置(以下本案装置という)を搭載してなる乗
用田植機の左側面図、第2図はその要部電子回路
図であつて、その操向は前部機体Fと後部機体R
とをその連結軸回りに水平回動させる胴折れ構造
としてあり、操舵輪101の回転操作による手動
操向、或は本案装置による自動操向によつて行わ
れるようにしてある。即ち第2図に示すように操
舵輪101の回転により前後に回動されるピツト
マンアーム102と後部機体Rとの間に介装され
たドラツグロツドの102′の一部を複動型の油
圧シリンダ92にて構成し、手動操向時には圧油
の給排を禁じて操舵輪101の操作を後部機体R
に伝達し、また自動操向時には電磁弁91のソレ
ノイド91l又は91rを励磁することにより、
図示しない油圧回路の圧油流路を切換えて油圧シ
リンダ92を動作させて後部機体Rを前部機体F
に対して回動させて、左又は右への操向を行わせ
るように構成してある。
The present invention will be specifically described below based on drawings showing embodiments thereof. Fig. 1 is a left side view of a riding rice transplanter equipped with an automatic steering device according to the present invention (hereinafter referred to as the proposed device), and Fig. 2 is an electronic circuit diagram of its main parts. Part fuselage F and rear fuselage R
The steering wheel 101 has a bent-body structure that horizontally rotates the steering wheel 101 about its connecting axis, and the steering can be performed manually by rotating the steering wheel 101 or automatically by the device of the present invention. That is, as shown in FIG. 2, a part of the drag rod 102' interposed between the rear fuselage R and the pitman arm 102, which is rotated back and forth by the rotation of the steering wheel 101, is connected to a double-acting hydraulic cylinder 92. During manual steering, the supply and discharge of pressure oil is prohibited and the operation of the steering wheel 101 is controlled from the rear fuselage R.
and by energizing the solenoid 91l or 91r of the solenoid valve 91 during automatic steering.
The pressure oil flow path of the hydraulic circuit (not shown) is switched and the hydraulic cylinder 92 is operated to convert the rear fuselage R to the front fuselage F.
The steering wheel is configured to be rotated relative to the steering wheel to perform steering to the left or right.

植付部103のバンパー103′の左、右の側
部には、夫々操向センサ30l,30rが取付け
られている。左、右の操向センサ30l,30r
は同じ構造をしており、一方の操向センサ30l
又は30rは、2つの発光ダイオード35l又は
35r,36又は36rと、1つのフオトダイオ
ード37l又は37rを夫々発,受光素子に使用
し、2つの発光ダイオード35l又は35r,3
6l又は36rを上側の左、右に夫々配し、両発
光ダイオード35l又は35r,36l又は36
rの中央下方にフオトダイオード37l又は37
rを位置させ、各投,受光面を機体前方に向け、
両発光ダイオード35l又は35r,36l又は
36rの前方に1つの収束レンズを、またフオト
ダイオード37l又は37rの前方に1つの収束
レンズを夫々位置させている。そして各発光ダイ
オード35l又は35r,36l又は36rより
発せられた投射光を、最も機体寄りの既植苗列を
構成する苗Zにて反射させて該反射光をフオトダ
イオード37l又は37rで捉えるようにしてい
る。第3図は各発光ダイオード35l又は35
r,36l又は36rの発光領域を、第4図はフ
オトダイオード37l又は37rの受光領域を
夫々示した平面図であり、左側の発光ダイオード
35l又は35rの発光領域aは、両発光ダイオ
ード35l又は35r,36l又は36rの中央
正面から右方になつており、反対に右側の発光ダ
イオード36l又は36rの発光領域bは左方に
なつている。またフオトダイオード37l又は3
7rの受光領域cは、該フオトダイオード37l
又は37rの正面左右に均等となつている。
Steering sensors 30l and 30r are attached to the left and right sides of the bumper 103' of the planting section 103, respectively. Left and right steering sensors 30l, 30r
have the same structure, one steering sensor 30l
Or 30r uses two light emitting diodes 35l or 35r, 36 or 36r and one photodiode 37l or 37r as the light emitting and light receiving elements, respectively, and the two light emitting diodes 35l or 35r, 3
6l or 36r are arranged on the upper left and right respectively, and both light emitting diodes 35l or 35r, 36l or 36
Photodiode 37l or 37 below the center of r
r, with each emitter and light receiving surface facing the front of the aircraft,
One converging lens is placed in front of both the light emitting diodes 35l or 35r, 36l or 36r, and one converging lens is placed in front of the photodiode 37l or 37r. The projected light emitted from each light emitting diode 35l or 35r, 36l or 36r is reflected by the seedlings Z constituting the row of already planted seedlings closest to the aircraft, and the reflected light is captured by the photodiode 37l or 37r. There is. Figure 3 shows each light emitting diode 35l or 35
FIG. 4 is a plan view showing the light-receiving area of the photodiode 37l or 37r, respectively. , 36l or 36r, and conversely, the light emitting area b of the right light emitting diode 36l or 36r is on the left. Also photodiode 37l or 3
The light receiving area c of 7r is the photodiode 37l.
Or they are evenly spaced on the left and right sides of the front of 37r.

操向センサ30l又は30rのセンサボツクス
301l又は301rは、バンパー103′の左
又は右の側部に立設された取付杆302l又は3
02rの上端に、投射光がバンパー103′の前
方1.5m程度のところに位置する既植苗Zにて反
射された後に該反射光を確実に検出するように投
受光面を前傾させて取付けられている。またバン
パー103′の左、右側部の各取付杆302l,
302rより稍々機体内側には、条合せ時に操向
目標となるサイドマーカ8l,8rが前方に突設
されている。
The sensor box 301l or 301r of the steering sensor 30l or 30r is attached to a mounting rod 302l or 302 which is erected on the left or right side of the bumper 103'.
02r is installed with the light emitting/receiving surface tilted forward so as to reliably detect the reflected light after the projected light is reflected from the already planted seedlings Z located approximately 1.5 m in front of the bumper 103'. ing. Also, each mounting rod 302l on the left and right side of the bumper 103',
Slightly inside the fuselage from 302r, side markers 8l and 8r, which serve as steering targets during alignment, are provided to protrude forward.

さて、第2図に示すように一端をボデイアース
されたバツテリ31の正極には、キースイツチ3
2を介してパルス発振器33,34が接続されて
おり、各パルス発振器33,34の出力は夫々発
光ダイオード35l,35r,36l,36rに
与えられる。各発光ダイオード35l,35r,
36l,36rは、フオトダイオード37l,3
7rが太陽光や照明灯(120又は100Hz)の光とは
識別できるように、また各発光ダイオード35l
又は35r,36l又は36rの発する光を弁別
できるように夫々9.8kHz,14kHzのパルスにて変
調駆動される。
Now, as shown in Fig. 2, a key switch 3 is connected to the positive terminal of the battery 31, one end of which is grounded to the body.
Pulse oscillators 33 and 34 are connected through 2, and the output of each pulse oscillator 33 and 34 is given to light emitting diodes 35l, 35r, 36l and 36r, respectively. Each light emitting diode 35l, 35r,
36l, 36r are photodiodes 37l, 3
Each light emitting diode (35l) is designed so that the 7r can be distinguished from sunlight or illumination light (120 or 100Hz).
Alternatively, it is modulated and driven with pulses of 9.8 kHz and 14 kHz, respectively, so that the light emitted by 35r, 36l, or 36r can be discriminated.

発光ダイオード35l又は35r,36l又3
6rから発せられた光は既植苗zにて反射され、
後述するコンパレータ20の6.4Vの基準電位を
出力する端子10に夫々のカソードを接続された
フオトダイオード37l又は37rにて受光され
る。フオトダイオード37l又は37rからは、
入射光量に対応する出力電流が得られ、各出力電
流はバツフアアンプ38を介して交流増幅回路4
1に出力され、該交流増幅回路41にて増幅され
てバンドパスフイルタ43,44に出力される。
各バンドパスフイルタ43,44は、各発光ダイ
オード35l又は35r,36l又は36rの発
する変調光の周波数9.8kHz,14kHzを中心とする
所定範囲内の周波数だけを通過させるものであ
り、各出力はピークホールド回路45,46に
夫々与えられ、各ピークホールド回路45,46
にてウインドコンパレータ20の基準電位の1/2、
即ち6.4/2V(=3.2V)の電位を基準として、受
光量に対応する電位が得られる。そして両ピーク
ホールド回路46,47の出力は加算されて直流
増幅回路51に入力される。該直流増幅回路51
では基準の電位3.2Vに対する電位差V51が得られ
後述するウインドコンパレータ20のウインドの
中点を規定する電圧を与えるべき入力端子8に出
力される。従つてウインドコンパレータ20の端
子8にはフオトダイオード37l又は37rにて
捉えられた既植苗の反射光量について、左側を投
射域とする発光ダイオード35l又は35rが発
した9.8kHzの光の反射光量と、右側を投射域とす
る発光ダイオード36l又は36rが発した14k
Hzの反射光量との差に関連する情報を有する信号
が入力されることになる。
Light emitting diode 35l or 35r, 36l or 3
The light emitted from 6r is reflected by the already planted seedlings z,
The light is received by a photodiode 37l or 37r whose cathode is connected to a terminal 10 that outputs a reference potential of 6.4V of a comparator 20, which will be described later. From photodiode 37l or 37r,
An output current corresponding to the amount of incident light is obtained, and each output current is sent to the AC amplifier circuit 4 via a buffer amplifier 38.
1, is amplified by the AC amplifier circuit 41, and is output to bandpass filters 43 and 44.
Each bandpass filter 43, 44 passes only frequencies within a predetermined range centered around the frequencies of 9.8kHz and 14kHz of the modulated light emitted by each light emitting diode 35l or 35r, 36l or 36r, and each output has a peak value. each peak hold circuit 45, 46.
1/2 of the reference potential of the window comparator 20 at
That is, with the potential of 6.4/2V (=3.2V) as a reference, a potential corresponding to the amount of received light is obtained. The outputs of both peak hold circuits 46 and 47 are added together and input to a DC amplifier circuit 51. The DC amplifier circuit 51
Then, a potential difference V 51 with respect to the reference potential of 3.2V is obtained and outputted to the input terminal 8 to which a voltage defining the midpoint of the window of the window comparator 20 to be described later is to be applied. Therefore, the terminal 8 of the window comparator 20 has the amount of reflected light from the planted seedlings captured by the photodiode 37l or 37r, and the amount of reflected light of 9.8 kHz emitted by the light emitting diode 35l or 35r whose projection area is on the left side. 14k emitted by a light emitting diode 36l or 36r whose projection area is on the right side
A signal having information related to the difference between the amount of reflected light and the amount of reflected light in Hz is input.

またピークホールド回路45,46の出力は比
較器52,53の夫々の+入力となつており、各
比較器52,53の一入力端子は、後述するウイ
ンドコンパレータ20の端子10とボデイアース
との間に介装された4.3kΩの抵抗R1と5.1kΩの抵
抗R2との接続点、4.3kΩの抵抗R3と5.1kΩの抵抗
R4との接続点に夫々接続されており、ウインド
コンパレータ20の端子10が出力する基準電位
(6.4V)の1/2より少し高い電位が各比較器52,
53の一入力となつている。比較器52,53
は、その+入力が−入力よりも大となつた場合に
ハイレベルの信号を出力するものであり、夫々の
ハイレベル出力はスイツチ回路54,55に夫々
与えられてこれをオンし、サイドマーカ8l,8
r夫々に設けられたランプ56l,57l,56
r,57rを夫々点灯する。また比較器52,5
3の出力端子にはダイオード58,59のアノー
ドが夫々接続され、両カソード同士の接続点を比
較器61の−入力端子に接続している。この比較
器61の−入力端子にはバツテリ31の正極ライ
ンに連なる電解コンデンサ62が接続されると共
に抵抗R5と時定数設定用の可変抵抗R6との直列
回路を介してボデイアースされている。比較器6
1の+入力端子は、前述した抵抗R1とR2との接
続点に接続されており、ウインドコンパレータ2
0の端子10が出力する基準電位の1/2(=
3.2V)よりも少し高い電位が入力されている。
比較器61の出力端子はエミツタをボデイアース
したトランジスタ63のベースに抵抗を介して接
続されており、該トランジスタのコレクタはエミ
ツタをボデイアースしたトランジスタ73のベー
スに接続されると共に、抵抗を介して後述するウ
インドコンパレータの端子4,12に夫々接続さ
れたダイオード71,72及びリミツトスイツチ
68に接続されている。トランジスタ73のコレ
クタはブザ64を介して前記ダイオード71,7
2及びリミツトスイツチ68に接続されている。
Furthermore, the outputs of the peak hold circuits 45 and 46 are the +inputs of the comparators 52 and 53, respectively, and one input terminal of each comparator 52 and 53 is connected between the terminal 10 of the window comparator 20 to be described later and the body ground. The connection point between the 4.3 kΩ resistor R 1 and the 5.1 kΩ resistor R 2 inserted in the 4.3 kΩ resistor R 3 and the 5.1 kΩ resistor
R4 , and each comparator 52,
It is one input of 53. Comparators 52, 53
outputs a high level signal when its + input becomes larger than its - input, and the respective high level outputs are given to switch circuits 54 and 55, respectively, to turn them on and turn on the side marker. 8l, 8
Lamps 56l, 57l, 56 provided in each r
Turn on r and 57r, respectively. Also, comparators 52, 5
The anodes of diodes 58 and 59 are connected to the output terminal of 3, respectively, and the connection point between the two cathodes is connected to the negative input terminal of the comparator 61. An electrolytic capacitor 62 connected to the positive line of the battery 31 is connected to the negative input terminal of the comparator 61, and is also grounded to the body through a series circuit of a resistor R5 and a variable resistor R6 for setting a time constant. Comparator 6
The + input terminal of No. 1 is connected to the connection point between the resistors R 1 and R 2 mentioned above, and is connected to the connection point of the resistors R 1 and R 2 described above.
1/2 of the reference potential output from terminal 10 of 0 (=
3.2V) is input.
The output terminal of the comparator 61 is connected via a resistor to the base of a transistor 63 whose emitter is grounded to the body, and the collector of this transistor is connected to the base of a transistor 73 whose emitter is grounded to the body, as will be described later. It is connected to diodes 71 and 72, which are connected to terminals 4 and 12 of the window comparator, respectively, and a limit switch 68. The collector of the transistor 73 is connected to the diodes 71 and 7 via the buzzer 64.
2 and limit switch 68.

ウインドコンパレータ20は変化する入力電圧
を、自由に設定できる2つの比較基準電圧と比較
して弁別する半導体装置であつて、この実施例で
はシーメンス社製TCA965を用いている。
The window comparator 20 is a semiconductor device that discriminates a changing input voltage by comparing it with two freely settable comparison reference voltages, and in this embodiment, TCA965 manufactured by Siemens is used.

図において11は電源端子であつて自動操向選
択の際に閉路操作すべきスイツチ32を介してバ
ツテリ31の正極に接続されている。ウインドコ
ンパレータ20の端子10は、電源端子11へ所
定電圧が加えられた場合に、接地端子1に対して
6.4Vの定電圧を前述の基準電位として発する端
子であり、前述のように接続されている外に舵取
センサ69の一端にも接続されている。この舵取
センサ69は油圧シリンダ92のロツドに連動連
結されたポテンシオメータよりなり、他端は抵抗
を介して接地してある。舵取センサ69の出力電
圧V69は油圧シリンダ92のロツドの進退位置に
よつて変化し、舵取角を表わす信号となるが、該
出力電圧V69は比較識別の対象とする信号として
端子6,7に与えるようにしてある。なお舵取セ
ンサ69は舵取角が0度(機体が直進する状態)
にある場合にV69=3.2V(=6.4/2V)となるよう
に設定してある。また左方向へ舵をとるとV69
上昇し、逆に右方向へ舵をとるとV69が低下する
ように油圧シリンダのロツドに連動連結してあ
る。
In the figure, reference numeral 11 denotes a power supply terminal, which is connected to the positive terminal of a battery 31 via a switch 32 which is to be closed when automatic steering is selected. The terminal 10 of the window comparator 20 is connected to the ground terminal 1 when a predetermined voltage is applied to the power supply terminal 11.
This is a terminal that emits a constant voltage of 6.4V as the aforementioned reference potential, and in addition to being connected as described above, it is also connected to one end of the steering sensor 69. The steering sensor 69 is composed of a potentiometer connected to a rod of a hydraulic cylinder 92, and the other end is grounded via a resistor. The output voltage V 69 of the steering sensor 69 changes depending on the advance and retreat positions of the rod of the hydraulic cylinder 92, and becomes a signal representing the steering angle. , 7. The steering sensor 69 indicates that the steering angle is 0 degrees (the aircraft is moving straight).
It is set so that V 69 =3.2V (=6.4/2V) when the voltage is . It is also connected to the rod of the hydraulic cylinder so that when the steering is steered to the left, the V69 increases, and conversely, when the steering is steered to the right, the V69 decreases.

ウインドコンパレータ20の端子8は第5図に
示すようにウインドの中点を規定する電圧を与え
るべき入力端子であつて、直流増幅回路51の出
力端子と接続されており、その電位V51が端子8
に与えられる。
As shown in FIG. 5, the terminal 8 of the window comparator 20 is an input terminal to which a voltage defining the midpoint of the window should be applied, and is connected to the output terminal of the DC amplifier circuit 51, so that the potential V 51 is applied to the terminal. 8
given to.

前述の端子10はまた9.1kΩの固定抵抗R7
1kΩの可変抵抗R8との直列回路を介して接地し
てあり、可変抵抗R8の中間端子電位をウインド
コンパレータ20の端子9に与えている。端子9
への入力電圧V9は第5図に示すようにウインド
の1/2幅を規定する。
The aforementioned terminal 10 is also connected to a fixed resistor R 7 of 9.1 kΩ.
It is grounded through a series circuit with a variable resistor R 8 of 1 kΩ, and the intermediate terminal potential of the variable resistor R 8 is applied to the terminal 9 of the window comparator 20 . terminal 9
The input voltage V 9 to defines the 1/2 width of the window as shown in FIG.

端子4,12はこれを接地電位にした場合にウ
インドコンパレータ20の出力動作を禁じる端子
であつて、端子4,12は夫々ダイオード71,
72を介してトランジスタ63の入力端子と比較
器61の出力端子との接続点と、前述した如く抵
抗を介してトランジスタ63のコレクタ及びブザ
64に接続されている。
Terminals 4 and 12 are terminals that inhibit the output operation of the window comparator 20 when set to ground potential, and terminals 4 and 12 are connected to diodes 71 and 12, respectively.
It is connected to the connection point between the input terminal of the transistor 63 and the output terminal of the comparator 61 via the transistor 72, and to the collector of the transistor 63 and the buzzer 64 via the resistor as described above.

端子2,14はウインドコンパレータ20の出
力端子であつて夫々2個のトランジスタをダーリ
ントン接続してなる駆動回路19r,19lに接
続され、夫々の出力がローレベルになつた場合に
ソレノイド91r,91lを各励磁するようにし
てある。
Terminals 2 and 14 are the output terminals of the window comparator 20, and are connected to drive circuits 19r and 19l each formed by connecting two transistors in Darlington connection, and when the respective outputs become low level, solenoids 91r and 91l are activated. It is designed to be each excited.

スイツチ32にて開閉される正極ラインとボデ
イアースとの間にはスイツチ32の閉路をその点
灯で示す、自動選択ランプ65と、常開のリミツ
トスイツチ接点66及び直進表示ランプ67の直
列回路が並列的に接続されている。このリミツト
スイツチはピツトマンアーム102の回動域に臨
ませて配置してあり、機体が略々直進する状態に
ある場合におけるピツトマンアームの狭い回動角
度範囲(1度程度)にてその常開接点66が閉路
し、機体が略々直進状態にあることを直進表示ラ
ンプ67の点灯にて報じるようにしてある。ま
た、前記正極ラインは、ブザ64にリミツトスイ
ツチ68を介して連なつている。リミツトスイツ
チ68は操舵輪101の近傍に配されており、こ
れを苗継時のように前倒しにした場合に該リミツ
トスイツチ68が閉路するようにしてある。
Between the positive electrode line that is opened and closed by the switch 32 and the body ground, there is connected in parallel a series circuit consisting of an automatic selection lamp 65, which indicates the closing of the switch 32 by its lighting, a normally open limit switch contact 66, and a straight ahead indicator lamp 67. It is connected. This limit switch is placed facing the rotation range of the pitman arm 102, and its normally open contact 66 closes in a narrow rotation angle range (about 1 degree) of the pitman arm when the aircraft is traveling approximately straight. However, the fact that the aircraft is traveling substantially straight is reported by lighting the straight ahead indicator lamp 67. Further, the positive electrode line is connected to a buzzer 64 via a limit switch 68. The limit switch 68 is disposed near the steering wheel 101, and is configured to close when the steering wheel 101 is moved forward as in the case of seedling succession.

次に第5図に基きウインドコンパレータ20の
動作につき簡単に説明する。
Next, the operation of the window comparator 20 will be briefly explained based on FIG.

第5図イ,ロは夫々端子2,14の2値出力
V2,V14を横軸にV69をとつて示したものである。
V14はV69<V51−V9でローレベル、V69>V51
V9でハイレベルとなり、またV2はV69<V51+V9
でハイレベル、V69>V51+V9でローレベルとな
る。そしてV51−V9〜V51+V9の範囲をウインド
と称し、V51が中点を、またV9がその幅の1/2を
規定する。本案装置においては1/2幅を規定する
V9は可変抵抗R8で適宜に設定された値で固定さ
れるがV51は機体と既植苗Zとの相対位置に応じ
て変化し、またV69も舵取状態に応じて変化す
る。つまり既植苗と機体との相対的位置関係及び
舵取状態によつてV2又はV14がローレベルにな
り、ソレノイド91r又は91lが励磁される結
果右又は左への操向が行われることになる。そし
てV69がウインド内にある場合、つまりV51−V9
〜V51+V9の範囲にある場合は操向制御の不感帯
として舵取を行わせない。
Figure 5 A and B are binary outputs of terminals 2 and 14, respectively.
V 2 and V 14 are shown with V 69 taken on the horizontal axis.
V 14 is low level when V 69 < V 51 − V 9 , V 69 > V 51
High level at V 9 , and V 2 is V 69 < V 51 + V 9
It becomes high level when V 69 > V 51 + V 9 , and becomes low level when V 69 > V 51 + V 9. The range from V 51 −V 9 to V 51 +V 9 is called a window, with V 51 defining the midpoint and V 9 defining 1/2 of the width. In the proposed device, 1/2 width is specified.
V9 is fixed at an appropriately set value by variable resistor R8 , but V51 changes depending on the relative position between the aircraft and the planted seedlings Z, and V69 also changes depending on the steering state. In other words, depending on the relative positional relationship between the planted seedlings and the aircraft and the steering condition, V 2 or V 14 becomes low level and solenoid 91r or 91l is energized, resulting in steering to the right or left. Become. And if V 69 is within the window, that is V 51 −V 9
~V 51 +V 9 , steering is not performed as a dead zone for steering control.

而してウインド中点、即ちV51は既植苗と機体
との相対位置を表わす情報としての意味を有する
が、これにつき説明する。
The window midpoint, ie, V51 , has a meaning as information representing the relative position between the planted seedlings and the aircraft body, which will be explained below.

発光ダイオード35l又は35r,36l又は
36rから発せられた光は、既植苗Zにて反射さ
れてフオトダイオード37l又は37rにて受光
されるが、左側の操向センサ30lについて、左
側(又は右側)に位置する発光ダイオード35l
又は36lの発光領域は両発光ダイオード35
l,36lの中央正面より右側(又は左側)に寄
つている。またフオトダイオード38lの受光領
域は、両発光ダイオード35l,36lの中央か
ら左右均等になつている。今既植苗Zが両発光ダ
イオード35l,36lの中央正面に位置する場
合にはフオトダイオード37lは、各発光ダイオ
ード35l,36lから発せられ、既植苗にて反
射された光が等しく受光される。このとき、各バ
ンドパスフイルタ43,44は、フオトダイオー
ド37lの捉えた光を夫々発光ダイオード35
l,36lの発する変調光の周波数9.8kHz,14k
Hz近傍の光に区分し、さらにピークホールド回路
46,47は3.2Vを基準として各バンドパスフ
イルタ43,44を通過した光量に対応する電位
を出力するので、フオトダイオード37lが各発
光ダイオード35l,36lから発せられ、既植
苗による反射光を等しく受光している場合には、
直流増幅回路51の出力電位V51は3.2V(=6.4/
2V)となる。左側のセンサ30lについて、既
植苗Zが両発光ダイオード35l,36lの中央
正面から機体左(又は右)側方に偏位している
(即ち機体が既植苗列から右(又は左)方に偏位
している)場合には、フオトダイオード37lは
右(又は左)側に位置する発光ダイオード36l
又は35lが発し、既植苗にて反射された光をよ
り多く受光することになり、その偏位量に比例し
て電位V51が高く(又は低く)なる。これは右側
の操向センサ30rについても同様である。
The light emitted from the light emitting diode 35l or 35r, 36l or 36r is reflected by the already planted seedlings Z and received by the photodiode 37l or 37r. 35l light emitting diode located
Or the light emitting area of 36l is both light emitting diodes 35
It is closer to the right (or left) of the center front of 1, 36l. Further, the light receiving area of the photodiode 38l is equally spaced left and right from the center of both the light emitting diodes 35l and 36l. When the currently planted seedling Z is located in front of the center of both the light emitting diodes 35l and 36l, the photodiode 37l receives equally the light emitted from each of the light emitting diodes 35l and 36l and reflected by the already planted seedling. At this time, each bandpass filter 43, 44 passes the light captured by the photodiode 37l to a light emitting diode 35, respectively.
Frequency of modulated light emitted by l, 36l: 9.8kHz, 14k
The peak hold circuits 46 and 47 divide the light into light in the vicinity of Hz, and output a potential corresponding to the amount of light that has passed through each bandpass filter 43 and 44 with 3.2V as a reference, so that the photodiode 37l is connected to each light emitting diode 35l, If it is emitted from 36l and receives the reflected light from the already planted seedlings equally,
The output potential V 51 of the DC amplifier circuit 51 is 3.2V (=6.4/
2V). Regarding the left sensor 30l, the planted seedlings Z are deviated to the left (or right) side of the machine from the center front of both light emitting diodes 35l and 36l (i.e. the machine is deviated to the right (or left) from the row of already planted seedlings). When the photodiode 37l is located on the right (or left) side, the photodiode 37l is the light emitting diode 36l located on the right (or left) side.
Or, more of the light emitted by 35l and reflected by the already planted seedlings will be received, and the potential V 51 will become higher (or lower) in proportion to the amount of deviation. The same applies to the right steering sensor 30r.

従つてV51は3.2Vで理想的な走行状況にあり、
これより大であると機体が既植苗列から遠ざかつ
ていて、左(又は右)側のセンサ30l又は30
rについてみると既植苗から右(又は左)へずれ
ている状況にあり、大である程そのずれが大き
く、また3.2Vより小であると機体が既植苗列に
接近しすぎていて、左(又は右)側のセンサ30
l又は30rについてみると既植苗列から左(又
は右)へずれている状況にあり、小である程その
ずれが大きいということになる。
Therefore, V 51 is in an ideal running situation at 3.2V,
If it is larger than this, the aircraft is moving away from the row of already planted seedlings, and the sensor on the left (or right) side is 30l or 30l.
Looking at r, the situation is that the seedlings have shifted to the right (or left) from the planted seedlings. (or right) side sensor 30
When looking at l or 30r, it is in a situation where it deviates to the left (or right) from the row of already planted seedlings, and the smaller the value, the greater the deviation.

このようにV51は既植苗列に対する機体位置を
示す情報を含むが操向センサ30l又は30rの
検出範囲には限界がある。しかしながら、後述の
ように自動操向への切換を機体が直進しており、
しかも苗Zがセンサに検出されている状況下で行
うこととする限り操向制御不能の状態になること
はない。
In this way, V 51 includes information indicating the position of the aircraft relative to the row of already planted seedlings, but there is a limit to the detection range of the steering sensor 30l or 30r. However, as described below, the aircraft was moving straight when switching to automatic steering.
Moreover, as long as the operation is performed under the condition that the seedling Z is detected by the sensor, the steering control will not become uncontrollable.

斯かる構成の本案装置は次のように使用されま
た動作する。即ち1行程以上の植付を終えて既植
苗列が形成されたあと自動操向が可能になる。い
ま既植苗列が機体左側に存る場合は左側の操向セ
ンサ30lを既植苗列に倣わせるべく操舵輪10
1による手動操向を行う一方で自動操向選択スイ
ツチ32を閉路すると自動ランプ65が点灯す
る。
The device of the present invention having such a configuration is used and operates as follows. That is, automatic steering becomes possible after one or more rows of planting are completed and a row of already planted seedlings is formed. If the row of planted seedlings is currently on the left side of the aircraft, the steering wheel 10 is moved so that the steering sensor 30l on the left side follows the row of planted seedlings.
When the automatic steering selection switch 32 is closed while performing manual steering according to step 1, the automatic lamp 65 lights up.

そして、操向センサ30lのフオトダイオード
37lが、発光ダイオード35l又は36lから
発せられ既植苗にて反射された光を捉えると、ピ
ークホールド回路45又は46の出力は受光量に
応じた電位となり、これが比較器52又は53の
−入力より高くなるとハイレベルの信号をスイツ
チ回路54又は55に出力してこれをオンし、サ
イドマーカ8l,8rに取付けられたランプ56
l又は57l,56r又は57rが点灯する。
When the photodiode 37l of the steering sensor 30l captures the light emitted from the light emitting diode 35l or 36l and reflected by the already planted seedlings, the output of the peak hold circuit 45 or 46 becomes a potential corresponding to the amount of light received, and this When the voltage becomes higher than the negative input of the comparator 52 or 53, a high level signal is output to the switch circuit 54 or 55 to turn it on, and the lamps 56 attached to the side markers 8l and 8r are turned on.
l or 57l, 56r or 57r lights up.

従つて運転者は機体を既植苗列に倣わせるべく
手動操向を行うに際しては、既植苗列が機体左側
(又は右側)にある場合は左(又は右)側のサイ
ドマーカ8l又は8rを見ながら操向を行えばよ
く、操向センサ30l又は30rが既植苗を捉え
ると、サイドマーカ8l又は8rはランプ56
l,57l又は56,57rいずれかの点灯にて
発光するため運転者は自動操向への移行が可能に
なつたことを容易に知ることとなる。
Therefore, when manually steering the aircraft to follow the row of planted seedlings, if the row of planted seedlings is on the left (or right) side of the aircraft, the driver should use the side marker 8l or 8r on the left (or right) side. All you have to do is to steer while looking at it, and when the steering sensor 30l or 30r detects a planted seedling, the side marker 8l or 8r will turn on the lamp 56.
Since light is emitted when either 1, 57l or 56, 57r is lit, the driver can easily know that it is now possible to shift to automatic steering.

このような状況下で機体が直進する状態が実現
されるとリミツトスイツチ66がオンして直進表
示ランプ67が点灯する。運転者はこれにより自
動操向への切換が可能な状態になつたことを知
り、正確には機体が思いもかけない方向へ進行し
ていくことがなく安心して自動操向に切換え得る
状態になつたことを知り、この時点で操舵輪10
1を前倒しにする。そうするとリミツトスイツチ
68がオンして、既植苗列が左方に存する場合は
操向センサ30lによる自動操向が行われる。
Under these circumstances, when the aircraft is able to travel straight, the limit switch 66 is turned on and the straight travel indicator lamp 67 lights up. The driver now knows that it is now possible to switch to automatic steering, and more precisely, the aircraft is now in a state where it can safely switch to automatic steering without the aircraft traveling in an unexpected direction. I realized that I was getting older, and at this point the steering wheel was 10.
Move 1 forward. Then, the limit switch 68 is turned on, and if a row of already planted seedlings exists on the left side, automatic steering is performed by the steering sensor 30l.

而して何らかの原因で機体が右方(又は左方)
へずれると、左(又は右)側の発光ダイオード3
5l又は36lにより発せられ、既植苗にて反射
される反射光のフオトダイオード37lにて捉え
られる受光量が、右(又は左)側の発光ダイオー
ド36l又は35lにより発せられ既植苗にて反
射される反射光のフオトダイオード37lにて捉
えられる受光量よりも多くなり、直流増幅回路5
1の出力電位V51は3.2Vよりも大きく(又は小さ
く)なつてウインドが高(又は低)電圧側へ移動
することになる。舵取センサ69の出力電位V69
はリミツトスイツチ66がオンした状態から自動
操向に切換えたので、3.2V(直進状態)又はこれ
に近い値にあるが、ウインドの高電圧側(又は低
電圧側)への移動によりV14又はV2がローレベル
となりソレノイド91l又は91rが励磁される
結果、機体は左方(又は右方)へ進行方向を修正
し、機体は既植苗列に倣つた状態に復帰する。斯
かる動作は機体が大きく右方(又は左方)へずれ
た状態の場合も同様であるが、この場合にはウイ
ンドの高(又は低)電圧側への移動量が大きいの
で、仮令舵取センサ69の出力が3.2Vよりも若
干高め(又は低め)の状態にあつたとしても、即
ち左方(又は右方)へ方向を修正している状態に
あつたとしてもV14又はV2がローレベルとなつて
ソレノイド91l又は91rが励磁され、油圧シ
リンダ92は作動されて左方(又は右方)への舵
取量を大きくして迅速に直進状態に復帰させるべ
く動作することになる。
Then, for some reason, the aircraft moves to the right (or left).
When the light emitting diode 3 on the left (or right) side
The amount of light received by the photodiode 37l of the reflected light emitted by 5l or 36l and reflected by the already planted seedlings is emitted by the right (or left) side light emitting diode 36l or 35l and reflected by the already planted seedlings. The amount of light received by the reflected light is greater than that captured by the photodiode 37l, and the DC amplifier circuit 5
1's output potential V 51 becomes larger (or smaller) than 3.2 V, and the window moves to the high (or low) voltage side. Output potential of steering sensor 69 V 69
Since the limit switch 66 was turned on and switched to automatic steering, it is 3.2V (straight ahead) or a value close to this, but by moving the window to the high voltage side (or low voltage side), it is V 14 or V 2 becomes low level and the solenoid 91l or 91r is energized, and as a result, the machine corrects its traveling direction to the left (or right), and the machine returns to the state of following the already planted seedling row. This operation is the same when the aircraft has deviated significantly to the right (or left), but in this case, the amount of movement of the window toward the high (or low) voltage side is large, so the temporary control Even if the output of the sensor 69 is slightly higher (or lower) than 3.2V, that is, even if the direction is being corrected to the left (or right), V 14 or V 2 will not be the same. When the level becomes low, the solenoid 91l or 91r is energized, and the hydraulic cylinder 92 is operated to increase the amount of leftward (or rightward) steering and quickly return to the straight traveling state.

このように左(又は右)側にある操向センサ3
0l又は30rによる操向制御が行われている間
は、他方の操向センサ30r又は30lは、既植
苗が存在しないために右側(又は左側)のセンサ
30r又は30lの発光ダイオード35r,36
r又は35l,36lが発し、既植苗が反射する
光をその下方に位置するフオトダイオード37r
又は37lが捉えることができず、従つて左側
(又は右側)の操向センサ30l又は30rのフ
オトダイオード37l又は37rが捉えた光はバ
ンドパスフイルタ43,44により、左側(又は
右側)のセンサ30l又は30rの発光ダイオー
ド35l,36l又は35r,36rが発し、既
植苗が反射する光だけとなり、左又は右側のいず
れを基準としても自動操向には何ら支障はない。
Steering sensor 3 on the left (or right) side like this
While the steering control by 0l or 30r is being performed, the other steering sensor 30r or 30l is connected to the light-emitting diodes 35r, 36 of the right (or left) sensor 30r or 30l because there are no already planted seedlings.
The photodiode 37r located below captures the light emitted by r or 35l and 36l and reflected by the already planted seedlings.
Therefore, the light captured by the photodiode 37l or 37r of the left (or right) steering sensor 30l or 30r is passed through the bandpass filters 43 and 44 to the left (or right) sensor 30l. Alternatively, the light emitted by the light emitting diodes 35l, 36l or 35r, 36r of 30r is only the light reflected by the already planted seedlings, and there is no problem with automatic steering regardless of whether the left or right side is used as a reference.

さらに本案装置は、フオトダイオード37l又
は37rが既植苗からの反射光を捉えることがで
きない場合、例えば機体が枕地に到つてフオトダ
イオード37l又は37rが両発光ダイオード3
5l又は35r,36l又は36rから発せられ
既植苗にて反射された光を検出できない状態が所
定時間以上継続したような場合には警報を発する
ようにしてある。即ち、比較器52,53の+入
力が低電位となり、比較器52,53の出力がロ
ーレベルになる。そうするとコンデンサ62は放
電を開始し、このローレベルの時間がコンデンサ
62及び抵抗R5、可変抵抗R6にて定まる時間継
続すると、比較器61の出力はローレベルとな
り、トランジスタ63はオフしてトランジスタ7
3がオンしブザ64が鳴動する。またトランジス
タ63のオフによりウインドコンパレータ20の
端子4,12が接地電位となり、ウインドコンパ
レータ20は出力動作禁止状態となり、機体が畔
等に乗り上がつたり、思わぬ方向に走行してしま
う虞れがなくなる。
Furthermore, in the present device, when the photodiode 37l or 37r cannot capture the reflected light from the already planted seedlings, for example, when the aircraft reaches a headland, the photodiode 37l or 37r
If the state in which the light emitted from 5l or 35r, 36l or 36r and reflected by the already planted seedlings cannot be detected continues for a predetermined period of time or more, an alarm is issued. That is, the + inputs of the comparators 52 and 53 become low potential, and the outputs of the comparators 52 and 53 become low level. Then, the capacitor 62 starts discharging, and when this low level time continues for a time determined by the capacitor 62, resistor R5 , and variable resistor R6 , the output of the comparator 61 becomes low level, and the transistor 63 is turned off. 7
3 is turned on and the buzzer 64 sounds. In addition, when the transistor 63 is turned off, the terminals 4 and 12 of the window comparator 20 become ground potential, and the window comparator 20 becomes prohibited from outputting, which may cause the aircraft to run onto a ridge or the like or travel in an unexpected direction. disappears.

本案装置にあつては、既植苗と機体との相対位
置がアナログ的に検出できるため、簡潔な構造と
なり、またノイズに対してほとんど影響を受ける
ことがない。さらには変調光を使用して既植苗か
らの反射光を捉えるようにしたものであるため、
外光の影響を受けることがなく、機体より遠方に
位置する既植苗を検出することができ、該既植苗
を自動操向の倣いガイドとすることによつてハン
チングを起す虞れがほとんどなく植付軌跡は略一
定とすることが可能となる。また受光素子として
高価なフオトダイオードを機体の左、右各1個し
か使用する必要がないため経済性にも優れてい
る。そして複数の発光素子を設けてこれらの投射
域が左右に異なるようにしてあるので監視域が広
く、操向の倣いとする既植苗を見失うことが少な
くなり、操向制御の安定性、精度が増す。なお発
光素子としての発光ダイオードを、機体左、右各
3個以上する構成としてもよく、この場合は発光
領域が広がり、より精緻な操向が可能となる。
In the present device, the relative position between the planted seedlings and the machine body can be detected in an analog manner, so it has a simple structure and is hardly affected by noise. Furthermore, since it uses modulated light to capture the reflected light from the already planted seedlings,
It is possible to detect already planted seedlings located far from the aircraft without being affected by external light, and by using the already planted seedlings as a guide for automatic steering, the planting can be done with almost no risk of hunting. The attached locus can be made substantially constant. It is also economical because it is only necessary to use one expensive photodiode as a light-receiving element, one each on the left and right sides of the fuselage. Since multiple light emitting elements are installed and their projection areas are different on the left and right, the monitoring area is wide, reducing the chance of losing sight of the already planted seedlings that are imitating the steering, and improving the stability and accuracy of steering control. Increase. Note that three or more light emitting diodes as light emitting elements may be provided on each of the left and right sides of the aircraft body. In this case, the light emitting area is expanded and more precise steering becomes possible.

以上詳述したように本考案は、既植苗と機体と
の相対位置関係を捉えて既植苗列に倣う走行を行
わせるようにした移植機の自動操向装置におい
て、既植苗に対して複数の発光素子により相異る
変調光を発し、また投射域が左右に異なる複数の
発光素子と、各発光素子が発した光の既植苗から
の反射光を受光する一つの受光素子と各反射光の
受光量の差を検出する手段とを備え、この検出結
果に基き既植苗と機体との相対位置関係を捉える
構成としたものであるので、自動操向の精度向上
は勿論、経済性にも優れた効果を発揮する。
As described in detail above, the present invention is an automatic steering system for a transplanter that detects the relative positional relationship between the already planted seedlings and the machine body and causes the machine to travel along the rows of already planted seedlings. The light emitting elements emit different modulated lights, and the projection areas are different on the left and right. A light receiving element receives the reflected light from the planted seedlings, and a light receiving element receives the reflected light from the planted seedlings. It is equipped with a means for detecting the difference in the amount of light received, and is configured to determine the relative positional relationship between the planted seedlings and the aircraft based on the detection results, so it not only improves the accuracy of automatic steering but also has excellent economic efficiency. It has a great effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の実施例を示すものであり、第1
図は本案装置を搭載してなる乗用田植機の左側面
図、第2図はその要部電子回路図、第3図は発光
ダイオードの発光領域を示す平面図、第4図はフ
オトダイオードの受光領域を示す平面図、第5図
イ,ロはウインドコンパレータの動作説明図であ
る。 20……ウインドコンパレータ、30l,30
r……操向センサ、33,34……パルス発振
器、35l,35r,36l,36r……発光ダ
イオード、37l,37r……フオトダイオー
ド、41……交流増幅回路、43,44……バン
ドパスフイルタ、45,46……ピークホールド
回路、51……直流増幅回路、52,53,61
……比較器、64……ブザ、69……舵取セン
サ、91l,91r……ソレノイド、92……油
圧シリンダ。
The drawings show an embodiment of the present invention.
The figure is a left side view of a riding rice transplanter equipped with the proposed device, Figure 2 is its main electronic circuit diagram, Figure 3 is a plan view showing the light emitting area of the light emitting diode, and Figure 4 is the light receiving area of the photodiode. A plan view showing the area, and FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams of the operation of the window comparator. 20...Window comparator, 30l, 30
r... Steering sensor, 33, 34... Pulse oscillator, 35l, 35r, 36l, 36r... Light emitting diode, 37l, 37r... Photo diode, 41... AC amplifier circuit, 43, 44... Band pass filter , 45, 46... Peak hold circuit, 51... DC amplifier circuit, 52, 53, 61
... Comparator, 64 ... Buzzer, 69 ... Steering sensor, 91l, 91r ... Solenoid, 92 ... Hydraulic cylinder.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 既植苗と機体との相対位置関係を捉えて既植苗
列に倣う走行を行わせるようにした移植機の自動
操向装置において、相異る変調光を発し、また投
射域が左右に異なる複数の発光素子と、各発光素
子が発した光の既植苗からの反射光を受光する一
つの受光素子と、各反射光の受光量の差を検出す
る手段とを備え、この検出結果に基き既植苗と機
体との相対位置関係を捉える構成としたことを特
徴とする移植機の自動操向装置。
The automatic steering device of the transplanter, which detects the relative positional relationship between the planted seedlings and the machine body and causes the machine to travel along the rows of already planted seedlings, emits different modulated lights and has multiple projection areas with different left and right projections. A light-emitting element, a light-receiving element that receives the reflected light from the planted seedlings of the light emitted by each light-emitting element, and a means for detecting the difference in the amount of received reflected light, and based on the detection result, the planted seedlings are detected. An automatic steering device for a transplanted aircraft, characterized in that it is configured to capture the relative positional relationship between the aircraft and the aircraft.
JP3338082U 1982-03-09 1982-03-09 Automatic steering device for transplant machine Granted JPS58135212U (en)

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JPS58135212U JPS58135212U (en) 1983-09-12
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53138917U (en) * 1977-04-08 1978-11-02
JPS5493778U (en) * 1977-12-15 1979-07-03

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