JPH05111322A - コンバインの刈取部作動速度制御装置 - Google Patents

コンバインの刈取部作動速度制御装置

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JPH05111322A
JPH05111322A JP30247991A JP30247991A JPH05111322A JP H05111322 A JPH05111322 A JP H05111322A JP 30247991 A JP30247991 A JP 30247991A JP 30247991 A JP30247991 A JP 30247991A JP H05111322 A JPH05111322 A JP H05111322A
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JP
Japan
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speed
control
mowing
traveling
transmission
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JP30247991A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Watanabe
均 渡辺
Fumio Yoshimura
文夫 吉邨
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Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Original Assignee
Iseki and Co Ltd
Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】走行速度に応じた速度で刈取部を作動させる制
御を行うに当り、制御の精度および応答性を改善する。 【構成】リングコーン変速機18の出力側に刈取部Aを
接続する。クローラ11を変速するHST9の操作レバ
ー57の動きが、レバーセンサ(図示省略)により検出
されると、その操作レバー57の操作速度を算出し、そ
の算出操作速度に応じて、算出操作速度が所定値より大
であるときには、算出操作速度に応じて設定した出力時
間だけリングコーンモータ42でシフタ38を駆動して
リングコーン変速機18の変速比を変更する。算出操作
速度が所定値より小であるときには、走行部Gの走行速
度を検出する走行速度センサ(図示省略)の検出値から
刈取部Aの目標刈取速度を設定し、刈取速度センサ(図
示省略)の検出値と目標刈取速度とが一致するようにシ
フタ38を駆動する制御に移行する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、コンバインにおいて圃
場の作物の立毛状態に応じて刈取部の作動速度を自動的
に制御する刈取部作動速度制御装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】従来のコンバインとしては、エンジンか
ら油圧式変速装置(以下HSTという。)及びトランス
ミッションを介して走行部のクローラを接続する一方、
HSTの出力軸からは刈取部・脱穀部の動力をも取り出
す。さらに、収穫すべき作物の倒伏に対処するために、
HSTの出力軸と刈取部との間に変速機を設け、倒伏状
態の作物の収穫時にはその変速機を操作して刈取部を高
速で駆動して、倒伏作物の引き起こしの確実化を図って
いる。 【0003】しかし、この従来のコンバインにおいて
は、穀物の倒伏状態に応じて刈取速度が変更できるもの
の、刈取速度は走行速度に従属して変化し、しかも両者
の関係すなわち減速比は機械的に規定されるので、その
変更に制約があって適切な値に変更できないという欠点
があった。 【0004】そこで本発明の出願人は、刈取作業の条件
に応じて適切な刈取速度で刈取作業ができるようにすべ
く、走行速度センサにより走行部の速度を検出し、この
走行速度に対応して所定の目標刈取速度を制御部により
設定すると共に、刈取速度センサにより刈取部の刈取速
度を検出し、この検出刈取速度とその目標刈取速度とを
比較し、両者が一致するように無段変速装置の変速比を
変更するようにした刈取部作動速度制御装置を試作して
いる。この装置は、刈取条件に応じた適切な刈取速度で
穀物を刈り取ることが可能となると共に、走行速度と刈
取速度との関係が機械的な制約なしに任意に設定できる
という利点がある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、この試作装
置にあっては、走行速度センサおよび刈取速度センサと
してはフォトカプラなどを用い、これを動力伝達経路中
の適宜の回転軸の側端に取付け、当該軸の回転によるパ
ルス信号の間隔を測定して回転数を算出していた。しか
し、このような回転数の検出には相当の時間を要するの
で、回転数が検出されるまでの時間は制御を行うことが
できず、制御の応答性が悪いという問題点があった。 【0006】そこで、本発明はこの問題点に鑑み、走行
速度に刈取速度を対応させる制御を行うに当り、制御の
応答性および精度を改善することを目的とするものであ
る。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決すべ
く、本発明のコンバインの刈取部作動速度制御装置は、
コンバインの原動機と走行部の動力経路中に介在し、操
作レバーの操作により変速比を変更する第1変速装置
と、前記原動機と刈取部の動力経路中に介在する第2変
速装置と、前記走行部の走行速度を検出する走行速度検
出手段と、前記刈取部の刈取速度を検出する刈取速度検
出手段と、前記走行速度検出手段の検出値に対応する所
定の目標刈取速度を設定する刈取速度設定手段と、前記
刈取速度検出手段の検出値が、前記刈取速度設定手段で
設定した目標刈取速度に一致するように前記第2変速装
置の変速比を制御する第1制御手段と、前記操作レバー
の位置を検出する位置検出手段と、当該位置検出手段の
検出値に基いて、前記操作レバーの操作速度を算出する
操作速度算出手段と、当該操作速度算出手段の算出操作
速度に応じて、前記第2変速装置の変速比を変更する第
2制御手段と、当該操作速度算出手段の算出操作速度が
所定値より大であるか否かを判別する判別手段と、前記
判別手段の判別出力に基いて、前記算出操作速度が所定
値より大であるときには前記第2制御手段側を選択し、
所定値より小であるときには前記第1制御手段側に切換
える制御切換え手段と、を備えてなるものである。 【0008】 【作用】本発明においては、走行速度検出手段、刈取速
度検出手段、刈取速度設定手段、および第1制御手段
は、検出刈取速度が検出走行速度に対応する目標値に一
致するように第2変速装置の変速比の制御を行う第1の
制御系を構成する。 【0009】一方、位置検出手段、操作速度算出手段、
および第2制御手段は、第1変速装置の操作速度に応じ
て第2変速装置の変速比を制御する第2の制御系を構成
する。 【0010】いま、位置検出手段の検出値に基いて、操
作速度算出手段が操作レバーの操作速度を算出すると、
判別手段は、その算出操作速度が所定値より大であるか
否かを判別し、所定値より大である場合には、制御切換
え手段は第2制御手段側を選択するので、第2の制御系
による制御が行われる。また算出操作速度が所定値より
小であるときには、制御切換え手段は第1制御手段側に
切換えるので、第1の制御系による制御が行われる。 【0011】このように本発明では、2つの制御系から
なり、操作レバーの操作速度の大小に応じて両制御系の
いずれか一方を選択するようにしたので、操作レバーの
操作速度が速い場合であっても、第2の制御系により短
時間で一応の制御を終了して、第1の制御系による制御
に移行することが可能となり、もって制御の応答性およ
び制御の精度が向上する。 【0012】 【実施例】本発明実施例につき、以下に図面を参照して
説明する。図2及び図3において、本発明を実施するコ
ンバインは、作物を整列させる分草器2および作物を起
立させる引起し装置3並びに作物基部を切断する切断部
からなりこれらが一体的に連動する刈取部A、切断した
穀桿の姿勢を横向きに変化させつつ後方に搬送する搬送
部C、横向きの穀桿を脱穀選別部Eに供給するフィード
チェーンD、供給された穀桿をこぎ胴により脱穀し選別
装置(図示省略)により選別する脱穀選別部E、脱穀後
に排出された藁を処理する排藁処理部(図示省略)、機
体1を走行する走行部Gのクローラ11、これら各部を
後述する動力伝達機構を介して駆動するエンジンHなど
よりなる。 【0013】次に、エンジンHの動力を上記の各部に伝
達すべき動力伝達機構の一例について、図2、図3およ
び図4を参照して説明する。この動力伝達機構は、エン
ジンHの出力軸5にプーリ6及びプーリ7を取付け、プ
ーリ6はベルト8により、第1変速装置である油圧式変
速装置9(以下HSTという)の入力軸に連結する。H
ST9の出力側はクラッチ機能を有する伝動機構10の
入力軸に連結し、伝動機構10の出力軸には左右一対の
クローラ11,11を連結する。一方、プーリ7は上記
エンジン出力軸5と平行な脱穀部駆動軸12のプーリ1
3にベルト14により連結すると共に、ベルト14の緊
張または弛緩によりエンジン出力軸5と脱穀部駆動軸1
2との動力伝達の断続を行う脱穀テンションクラッチ2
8を設ける。また脱穀部駆動軸12にはプーリ15およ
びプーリ16を取付け、プーリ15は唐箕部および選別
部に連結すると共に、プーリ16はベルト17により、
第2変速装置であるリングコーン変速機18の入力軸1
9に接続する。 【0014】さらにリングコーン変速機18の出力軸2
0にはプーリ21を取付け、このプーリ21をベルトを
介して減速機22の入力軸のプーリ23に接続する。減
速機22の入力軸にはさらにプーリ24を取付け、ベル
ト25を介して刈取部Aの入力軸に設けたプーリ26に
接続する。また減速機22の出力軸31には、フィード
チェーンDを駆動すべきスプロケット27を接続する。
減速機22の入力軸32のプーリ24と上記プーリ26
の間には、ベルト25の緊張または弛緩により動力伝達
の断続を行う刈取テンションクラッチ29を設ける。 【0015】リングコーン変速機18は、変速リング3
7をシフタ38で軸方向に移動させることにより入力軸
19と出力軸20の減速比を変更する無段変速機であ
る。図6(a)および(b)に示すように、シフタ38
は、リンク41および回動軸46を介して、ギヤケース
86の外部の扇形のラック板39に接続する。さらに、
正逆転可能なリングコーンモータ42を所定位置に設
け、ギヤ45を介してラック板39に接続する。 【0016】走行部Gの走行速度を検出する検出手段と
して、フォトカプラなどからなる走行速度センサ35
を、上記走行系の伝動機構10を形成するいずれかの中
間軸(図示省略)の側端およびその周辺に設ける。ま
た、刈取部Aの刈取速度を検出すべき検出手段として、
フォトカプラなどからなる刈取速度センサ36を、上記
リングコーン変速機18の出力軸20の端部およびその
周辺に設ける。 【0017】次に、運転席における操作部の構成例につ
いて図7を参照して説明する。 【0018】図7において、55は停止、脱穀作業、ま
たは刈取・脱穀作業のいずれかを選択する刈取脱穀クラ
ッチレバーである。この刈取脱穀クラッチレバー55で
所定の作業を選択すると、これに応動して、図5におけ
る切換用モータ69が正逆回転し、それに伴って脱穀テ
ンションクラッチ28、刈取テンションクラッチ29が
断続する。 【0019】57はHST9の変速比を変更するHST
操作レバーであり、このHST操作レバー57の支点部
にはその操作に伴って回転する傾斜角度(操作角度)を
検出するレバー位置検出手段としてのレバーセンサ(図
5において78)を取付ける。このレバーセンサ78の
検出値は、HST9の変速比、換言すると走行部Gの走
行速度に対応する。さらに、このHST操作レバー57
の握り部分には、作業モード切換スイッチ54を設け
る。この作業モード切換スイッチ54は、穀物の刈取作
業の際に、穀物が起立しているときに使用する「標準モ
ード」と、穀物が倒伏しているときに使用する「倒伏モ
ード」とのいずれか一方を選択するものである。また7
9Aは、伝動機構10内の変速部(図示省略)を作業走
行・ニュートラル・非作業走行の3位置に切換えるべき
副変速レバーである。 【0020】次に、このように構成する実施例の制御系
の一例について図5を参照して説明する。 【0021】制御部Jは、作業者の指示などに応じて後
述のように各部を所定の手順で制御するものである。制
御部Jの入力側には、上述した走行速度センサ35、刈
取速度センサ36、刈取脱穀クラッチレバー55、作業
モード切換スイッチ54、レバーセンサ78をそれぞれ
電気的に接続する。なお75〜77は脱穀テンションク
ラッチ28および刈取テンションクラッチ29の作動状
態を検出するスイッチである。 【0022】制御部Jの出力側には、上述したリングコ
ーンモータ42を正転または逆転するための増速リレー
52および減速リレー53を接続する。そしてリングコ
ーンモータ42は、その両リレー52,53の接点52
a,53aの切換えにより正逆転できるように構成す
る。同様に制御部Jの出力側には、上述した刈取脱穀ク
ラッチレバー55の操作に従って刈取脱穀クラッチを切
換えるための切換用モータ69、およびこの切換用モー
タ69を正転または逆転するための正転リレー71,逆
転リレー72の接点71a,72aを接続する。 【0023】次に、このように構成する本発明実施例の
動作例について説明する。 【0024】いま、エンジンHを起動すると、その動力
が出力軸5、ベルト8を介してHST9の入力軸に伝達
される。次に、刈取脱穀クラッチレバー55を「刈取・
脱穀」位置にセットすると、脱穀テンションクラッチ2
8,刈取テンションクラッチ29はいずれも接続状態と
なり、エンジンHの動力は、出力軸5、ベルト14、脱
穀部駆動軸12を経て脱穀部Eに伝達される一方、さら
に脱穀部駆動軸12、ベルト17を介してリングコーン
変速機18の入力軸19まで伝達される。 【0025】その後、本実施例の各部は、作業モード切
換スイッチ54の選択に応じた制御が行われ、図8に示
すように標準モードが選択されているときには、走行部
の走行速度と刈取部の刈取速度とが比例するように制御
され、倒伏モードが選択されているときには、それらが
比例せずに一定の関係になるように制御される。これは
刈取条件に応じた適切な刈取速度で穀物を刈り取るため
である。以下に、図9を参照して具体的に説明する。 【0026】まず、図9(a)に示すような入力処理を
行う。すなわち、まずレバーセンサ78の検出値から次
の(1)式により所定時間当りのHST操作レバー57
の操作量を、HST操作レバー57の操作速度vとして
算出する。 【0027】 v=(Rp2−Rp1) (1) ここで、(1)式において、Rp1は0.2秒前のレバ
ーセンサ78の検出値、Rp2は現在のレバーセンサ7
8の検出値とする。次に、このように算出したHST操
作レバー57の操作速度vに応じて、後述のようにリン
グコーン変速機18のシフタ38を間欠的に移動する回
数n1を算出する(S2)。 【0028】 n1=(Rp2−Rp1)/Rp0 (2) ここで、(2)式においてRp0は、HST操作レバー
57の最低速度位置から最高速度位置にわたる全動作範
囲のうちの1/20だけ操作した場合に対応するレバー
センサ78の検出値である。次に、その求めた回数n1
をカウンタNの現在値に加算する(S3)。 【0029】一方、このように入力処理により得られた
カウンタNの値を用いて、図9(b)に示すような出力
処理を行う。まず、ポジションセンサ78の検出値に基
いてリングコーン変速機18に対する出力信号が出力中
であるか否かが判定される(S11)。その結果、動作
中でないときには、上記入力処理により求められるカウ
ンタNの現在値が1より大であるか否かが判定される
(S12)。このステップS12でカウンタNの現在値
が1より大であると判定されたときは、リングコーン変
速機18の変速比を増減速するリレー52または53の
一回当りの駆動時間(例えば0.1秒間)がタイマにセ
ットされたのち(S13)、リングコーン変速機18の
出力要求をセット(S14)。そして、リレー52また
は53がセットされた時間だけ励磁され(S17)、そ
れに応じてリングコーンモータ42が正転または逆転し
てリングコーン変速機18のシフタ38が所定位置に移
動する。その終了と共に、カウンタNの現在値が1だけ
減算され(S18)、この減算されたカウンタNの現在
値が1より大であるか否かが再び判定される(S1
2)、カウンタNの現在値が1よりも大きいときには、
上述と同様の動作を繰り返す。 【0030】その後、カウンタNの現在値が1より小さ
くなったことを条件に(S13)、リングコーン変速機
18の出力要求をリセットしたのち(S19)、ステッ
プS20の回転センサによるシンクロ制御に移行する。 【0031】このステップS20の制御では、まず走行
速度センサ35が検出する走行速度が読み込まれ、制御
部Jでは、作業モード切換スイッチ54の選択モードに
応じてその検出走行速度に対応する目標の刈取速度がテ
ーブル処理などにより設定される。また刈取速度センサ
36が検出するリングコーン変速機18の出力軸20の
回転速度(リングコーン回転数)が読み込まれ、この検
出刈取速度と先に設定された目標刈取速度とが比較され
る。 【0032】この比較の結果、検出刈取速度が目標刈取
速度を下回るときには、増速リレー52が励磁されて、
そのリレー接点52aは図示とは反転側に切り替わる。
これにより、リングコーンモータ42が例えば正転して
リングコーン変速機18のシフタ38を増速側に移動す
るので、刈取部の速度が増大する。一方、検出刈取速度
が目標刈取速度を上回るときには、逆に減速リレー53
が励磁されてそのリレー接点53aが図示とは反対側に
切り替わる。これにより、リングコーンモータ42が例
えば逆転してリングコーン変速機18のシフタ38を減
速側に移動するので、刈取部の速度が減少する。従っ
て、このような制御により、刈取部の刈取速度は目標値
となる。 【0033】このように第1実施例では、HST操作レ
バー57の単位時間当りの操作量すなわち操作速度が所
定値より大であるか否かを判定し、所定値より大である
ときには、ステップS13〜S19で示すHST操作レ
バー57の操作速度に基く制御を優先し、その後にステ
ップS20で示す走行速度センサ35と刈取速度センサ
36の各検出値に基く刈取部Aの刈取速度制御に移行で
きるように構成した。従って、HST操作レバー57の
操作速度が速い場合であっても、HST操作レバー57
の操作速度に基く制御により短時間で一応の制御を終了
し、その終了後は各センサ35,36の検出値に基く制
御に移行するので、制御の応答性が良くしかも高精度の
制御が行える。 【0034】次に、本発明に関連する第2実施例につい
て説明する。本発明による改良前の装置における走行速
度センサ35は、図11に示すように、動力伝達経路中
の適宜の回転軸81の側端に、直径方向の溝82a,8
2bをその位相を互いに90度異にして設けた遮光体8
2を取付け、その溝82aの始端と終端とに発光ダイオ
ード87とフォトトランジスタ88を対向させて配置し
てなるものを用いていた。そして、回転軸81の回転に
従って発生するパルス号に基づいて回転軸81の回転数
を算出し、この回転数を制御に用いていた。また刈取速
度センサ36も同様の構成としていた。しかし、このよ
うな回転数の検出には相当の時間を要するので、回転数
が検出されるまでの時間は制御を行うことができず、制
御の応答性が悪いという問題点があった。第2実施例
は、この問題点を解消すべく成されたものである。 【0035】この第2実施例を、走行速度センサ135
について図10に従って説明する。 【0036】走行系の伝動機構10を形成するいずれか
の中間軸81の側端に、直径方向の溝82a,82bを
互いに位相を90度異にして設けた遮光体82を取付
け、その溝82aの始端と終端とに一組の発光ダイオー
ド83とフォトトランジスタ84を対向させて配置し、
さらにこれら発光ダイオード83およびフォトトランジ
スタ84と45度だけ位相を異にして、発光ダイオード
85およびフォトトランジスタ86を対向して配置す
る。従って、フォトトランジスタ84には、中間軸81
が1回転するごとに、パルス信号が4回検出される。ま
たフォトトランジスタ86には、フォトトランジスタ8
4の検出パルス信号に対して位相が45度異なるパルス
信号が、中間軸81が1回転するごとに4回検出され
る。 【0037】尚、本実施例における刈取速度センサの構
成は上記走行速度センサ135と同様であるので、その
説明は省略する。またその他の機械的・電気的構成は、
上述の第1実施例と同様であるので、その説明は省略す
る。 【0038】しかして、上述の第1実施例におけるステ
ップS7に相当する動作、すなわち走行速度の検出に際
しては、走行速度センサ135によって、位相を45度
異にした2種類のパルス信号が検出され、制御部Jでは
この2種類のパルス信号数を合計したものを制御に用い
る。また、ステップS9における刈取速度の検出につい
ても同様に、2種類のパルス信号数を合計したものを制
御に用いる。 【0039】このように、第2実施例では、単一の回転
軸81の回転数の検出に、上述のように互いに位相を4
5度異にした2組のフォトトランジスタ84,86を用
い、両フォトトランジスタ84,86のパルス数を合計
して制御に用いるように構成したので、従来の走行速度
センサ35に比して微小な回転をも検出でき、もって低
速回転域における検出精度が向上できるという利点があ
る。なお、この本実施例の走行速度センサ135におい
ては、発光ダイオードおよびフォトトランジスタは2組
を用いる構成としたが、これに代えて3組以上多数組を
用いることも可能である。 【0040】次に、第2実施例に関連する他の制御例に
ついて説明する。この制御例は、第2実施例の走行速度
センサ135および刈取速度センサに故障や断線等の異
常が発生した場合に、これを検出すると共に以後の作業
を継続可能にするためのものである。 【0041】すなわち、両フォトトランジスタ84,8
6のうちいずれか一方からパルス信号が複数回検出され
ているにも拘らず、他方からはパルス信号が検出されな
い場合に、前者のフォトトランジスタの検出パルス信号
数を2倍して上述の制御に用いるように制御系を構成す
る。 【0042】このような制御を行う場合には、フォトト
ランジスタ84,86のいずれか一方に故障や断線等の
異常が発生した場合にも、その異常が検出できると共に
以後の作業が継続できるという利点がある。 【0043】 【発明の効果】以上のように、本発明は、2つの制御系
からなり、これらを操作レバーの単位時間当りの操作量
の大小によりの時に両制御系のいずれか一方を選択する
ようにしたので、操作レバーの単位時間当りの操作量が
大きいときには第2の制御系により短時間に一応の制御
を終了して本来の第1の制御系による制御に移行するこ
とが可能となり、もって制御の応答性および制御の精度
の向上が図れるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に対応する機能ブロック図である。 【図2】本発明実施例のコンバインを示す側面図であ
る。 【図3】本発明実施例のコンバインを示す平面図であ
る。 【図4】本発明実施例のコンバインの動力伝達機構を概
略的に示す図である。 【図5】制御部及びその周辺機器の接続を概略的に示す
図である。 【図6】リングコーン変速機およびその周辺機器を示す
図であり、(a)はその一部を切欠せる側面図、(b)
はその概略を示す背面図である。 【図7】運転席における操作部の構成例を示す斜視図で
ある。 【図8】作業モードである「標準モード」及び「倒伏モ
ード」を概略的に示す図である。 【図9】(a)および(b)は第1実施例の制御の一例
を示すフローチャートである。 【図10】第2実施例における走行速度センサを示す正
面図である。 【図11】改良前の走行速度センサを示す正面図であ
る。 【符号の説明】 9 HST 18 リングコーン変速機 35 走行速度センサ 36 刈取速度センサ 57 HST操作レバー 37 変速リング 38 シフタ 78 レバーセンサ A 刈取部 G 走行部 H エンジン J 制御部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 コンバインの原動機と走行部の動力経路中に介在し、操
    作レバーの操作により変速比を変更する第1変速装置
    と、 前記原動機と刈取部の動力経路中に介在する第2変速装
    置と、 前記走行部の走行速度を検出する走行速度検出手段と、 前記刈取部の刈取速度を検出する刈取速度検出手段と、 前記走行速度検出手段の検出値に対応する所定の目標刈
    取速度を設定する刈取速度設定手段と、 前記刈取速度検出手段の検出値が、前記刈取速度設定手
    段で設定した目標刈取速度に一致するように前記第2変
    速装置の変速比を制御する第1制御手段と、 前記操作レバーの位置を検出する位置検出手段と、 当該位置検出手段の検出値に基いて、前記操作レバーの
    操作速度を算出する操作速度算出手段と、 当該操作速度算出手段の算出操作速度に応じて、前記第
    2変速装置の変速比を変更する第2制御手段と、 当該操作速度算出手段の算出操作速度が所定値より大で
    あるか否かを判別する判別手段と、 前記判別手段の判別出力に基いて、前記算出操作速度が
    所定値より大であるときには前記第2制御手段側を選択
    し、所定値より小であるときには前記第1制御手段側に
    切換える制御切換え手段と、 を備えてなるコンバインの刈取部作動速度制御装置。
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