JPH06502760A

JPH06502760A - 作物検出装置

Info

Publication number: JPH06502760A
Application number: JP3515989A
Authority: JP
Inventors: ゲール、ジェラルド・エリス
Original assignee: ブリティッシュ・テクノロジー・グループ・ピーエルシー
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1991-10-11
Publication date: 1994-03-31
Anticipated expiration: 2016-01-09
Also published as: GB2256354A; EP0505538A1; DK0505538T3; GB9212311D0; WO1992006582A1; GB2256354B; EP0505538B1; US5299413A; JP3122461B2; DE69109659D1; CA2071198A1; CA2071198C; DE69109659T2

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】作物検出装置本発明は、農業用並びに園芸用装置を含む、作物の頂部を検出する装置、及び、作物に対して作業を施すための装置に関する。

本発明は、作業を施す作物の高さか様々であり、作物の頂部の位置を知る必要がある農作業に応用できる。本発明は、例えば、作物用噴霧器、除草機、肥料散布機、作物を刈り脱穀する在来のコンバイン、及び穀粒を土から生えた状態の作物（ｓｔａｎｄｉ口ｇ　ｃｒｏｐ）からもぎ取り、穀粒をもぎ取られた藁を耕地に生えたまま残す作物もぎ取り収穫機に利用される。本発明を作物用噴霧器に利用するとき、本発明は、噴霧器のブーム（腕）の高さを制御するのに用いることができ、必要ならば、典型的な噴霧装算の二本のブームを、個別に制御することができる。本発明をコンバインに利用するとき、本発明は、切断テーブルの高さを制御するのに用いることができる。

他の応用例としては、肥料散布機がある。多（の粒状肥料散布機は、ホッパの下に旋回ディスクを持ち、それらがトラクタ後部の油圧アーム上に搭載されている。ホッパから旋回ディスク上に落下する肥料は、作物の上に撒き散らされる。

このような作用を達成するために考慮しなければならない一つのパラメータは、ディスクの作物から上の高さである。これは、運転者が油圧リンク機構を手動で持ち上げ又は降ろすことによって、調節することができるが、この操作は自動化することもできる。

広い意味においては、本発明の主たる利用法は、作物の輪郭又は形状をモニターし、動作部分の位置を該輪郭に関連づけるように、センサの出力に対応して機械を制御することにある。

本発明は、作物に作業を施した後、作物の高さ、例えば、切断した後の生垣の高さをモニターするためにも応用できる。

多くの農作業機械においては、作業中の作物の高さを知る必要があり、作物の高さに応じて、機械の動作パラメータを、手動又は自動で調節する必要がある。

例えば、コンバインでは、切断テーブルの高さを作物の高さに応して調節する必要かあることかあり、作物用噴霧器では、同じ理由により、噴霧器のブームを調節する必要かある。例として、カナダ特許ＣＡ−７７８０９２（Ｋａｍｉｎｓｋｉ）は、高さ調節式の操作フレームと刃物棒か付いた在来型コンバインについて述へている。作物の高さ検出ユニットは、頭上ブームから懸架された切断テーブルの前方に置かれる。マイクロスイッチは、作物の頂部を叩くレバー・アームで操作し、共に作動する対になった検出ユニットが、その上部センサか下部センサのすぐ上に縦に位置するように置かれる。

このような構成の欠点は、センサか穂先を直接叩くことで、結果的に作物の破損と穀粒の損失か発生することである。本発明の目的は、作物の頂部の破損を最小限にとどめつつ作物を検出する装置を提供することにある。特に、本発明は、ロータその他の可動支持手段に複数の外向きの作物嵌合エレメントか付いており、該エレメントが作物の中を上及び後に向かって動くことによって作物の必要な部分をもぎ取り、もぎ取られた残りの茎を耕地に残すという、作物のもぎ取つと呼ばれる作物収穫装置の一形態として応用することができる。このような作物もぎ取り機の一例が、本出願人が既に行なった特許出願、Ｎｏ　８６１０１９７２　（ＮＲＤＣ）に述べられている。この装置では、もぎ取りエレメントの上に位置する頭上フードの入口端部の高さを調節する必要があるが、本発明は、特にこのような作物もぎ取り機と共に使う作物検出装置として特に利用価値が高い。このような作物もぎ取り機は、在来型のコンバインと比較してずっと高速の前進スピードで作業できることを特徴とする。このような作物もぎ取り機に在来型の作物高さ検出装置を使用すると、前進スピードを上げることにより作物の頂部の破損が発生し、損失か増大するため、特に不都合である。

本発明は、移動機械に取り付けるようにした支持構造物と、使用時に垂直方向に間隔を有し且つ前記移動機械が作物に向かって進行する間にセンサと作物との異なる接触の組み合わせにより作物の頂部位置を検出するように前記支持構造物に取り付けられた少なくとも２個の前記センサとを含む作物頂部位置検出装置を提供するものであって、この作物頂部位置検出装置においては、前記支持構造物か、作物の頂部に下向きに対向するようにした下面を有し、且つ、該下面か前記移動機械及び前記支持構造物の意図された進行方向に向かって上向きの勾配を存し、前記センサか前記下面に沿って前記意図された進行方向に向がって間隔を有して取り付けられたことを特徴とする。

前項に記載の作物頂部位置検出装置と共に、本発明はまた、土から生えている状態の作物に対し相対的に移動するための移動フレームと、作物に対して作業を行なうために前記フレームに取り付けられた手段とを含む作物作業装置とを提供するものである。

本装置には、協作動する一対のセンサを設け、作物の頂部がこの２個のセンサのいずれか一方と接触する、いずれとも接触する、又はいずれとも接触しないのいずれかによって作物の頂部位置を検出するように前記２個のセンサを配置することが好ましい。

本装置には、作物の高さの変化に応じて自動的に前記支持構造物の高さを変化させ、且つ前記支持構造物の高さを変化させる間、前記下面が実質的に一定の勾配を保持する手段を設けることが好ましい。下面の勾配を一定に保つことにより、前記支持構造物上に取り付けた２個のセンサ間の高低差を一定に保つことができ、前記２個のセンサから得られる２つの信号間の関係か、前記２個のセンサ間の高低差の変化により歪むことかない。

本装置には、作物の頂部位置に応じて装置の作動パラメータを自動的に変化させる制御手段を有することが好ましい。また、前記一対の協作動するセンサを設ける場合、該２個のセンサは、作物との接触に対応する第一の状態と作物との非接触に対応する第二の状態の間でスイッチ作動する下部センサ及び上部センサを含み、制御手段か該２個のセンサに連結され且つ該一対のセンサの３つの状態に応答するように、即ち、いずれのセンサとも接触しない場合には機械の構成部分の高さを減少させるように応答し、いずれとも接触する場合には機械の前記構成部分の高さを増加させるように応答し、下部センサのみと接触する場合には機械の前記構成部分の高さを変化させないように応答するように配置すると便利である。

本発明のほとんどの応用例において、作動パラメータを変化させる制御手段は、作物の頂部の高さの変化に応して自動的に装置構成部分の高さを変化させる手段を有する。前記支持構造物は、前記支持構造物の高さを前記装置構成部分の移動によって変化させながらも該支持構造物の前記下面の勾配を実質的に一定に保つように前記装置構成部分に連結されることが特に好ましい。一つの好ましい態様においては、支持構造物は、該支持構造物に対し相対的に固定された１個の旋回支軸、前記移動構成部分に対し相対的に固定された１個の旋回支軸、及び前記装置の所定のフレームワークに対し相対的に固定された更に２個の旋回支軸を育する平行四辺形のリンク機構によって取り付けられている。該所定のフレームワークは、装置の可動メーンフレームからなるか、あるいはそれ自体か該メーンフレームに対して移動可能であるサブフレームであってもよい。

本発明は、作業手段の上方を少なくとも一部分覆う可動フードを含み、前記支持構造物か該フードに連結され、且つ該フードが作物の高さの変化に応して該フード前部の高さを変化させるように移動可能であると特に利用価値か高い。一つの好ましい態様においては、前記フードが、該フード下面と前記作業手段との間で作物の流路を限定し、該フード下面の前部が、作物の流路に位置するフード入口端部と境界を接し、且つ前記支持構造物が、前記入口端部が作物の平均高さに対して実質的に一定の比率の高さに位置するように、前記可動フードに連結される。前記比率は、好ましくは７０％から９０％の範囲内、より好ましくは、はとんどの一般的な穀物や牧草に適用できる８０％前後であるとよい。このような作物においては、種子部分は茎の頂部で群をなしていることか多い。しかし、白いんげんのように非常に短い作物やフィールド・ビーンズのように種子部分か茎の全長にわたって自由に配分されている作物においては、高さを正確な比率で設定することか困難となる。このような場合、作物の高さに対するフード入口端部の高さは、試行錯誤によって最も良い設定を得ることかできる。

フード入口端部の位置決めについては、前記センサと前記フード入口端部の垂直方向の高低差が、前記フードが上昇するときには増加し、前記フードか下降するときには減少するように前記支持構造物を前記可動フードに連結する配置によって得ることかできる。

米発明は、作業装置が土から生えた状態の作物よりもぎ取りを行なうに際して、作物の所定の部分をもぎ取り、作物の残存部分を耕地内に生えたままにしておく作物もぎ取り手段を含むことで特に応用価値か高い。

土から生えている状態の作物とは、収穫作業を行なう前、例えば刈り作業を行なう前の耕作地にあるままの作物のことで、土から生えている状態の作物には、直立した作物だけでなく、横たわっている作物、傾いている作物、あるいは曲かった作物も含まれる。

好ましい態様においては、前記作物もぎ取り手段は、可動支持手段に取り付けられ且つ外側に向けて張りだした複数の作物もぎ取りエレメント、及び前記作業装置か作物に向かって前進するにつれて前記作物もぎ取りエレメントを上昇及び後退動作を含む経路に沿って移動させるように前記可動支持手段を駆動するための駆動手段からなる。前記作物もぎ取り手段の少なくとも一部を覆うフードを設けることができ、該制御手段は作物の高さの変化に対応してフードの位置を変化させるように配置することができる。

本発明に従い設けられた勾配を持つ下面と、センサが支持構造物の下面に沿って水平方向及び垂直方向に間隔を置かれるという特徴により、作物検出作業は、従来の方法に比べてより外乱なく行なうことができる。作物の頂部、例えば穂先は、勾配のついた下面の下にゆっくりと滑り込み、センサは、作物が軽く触れただけで作動するように設定することかできる。該支持構造物の下面は（使用時には）、作物の高さの所定の許容変化によっては反応を引き起こさないように選んだ角度で、水平面から傾けることが好ましい。実用時の例では、支持構造物下面の勾配は、５°から４５°の範囲内にあることかできる。

本発明は、農業機械が、作物作業手段、及び該作業手段の少なくとも一部を覆う可動フードを含み、前記支持構造物が該フードの前部に取り付けられ、且つ制御手段か作物の高さの変化に応して該フート前部の高さを変化させるように設定されていると特に応用価値が高い。好ましくは、本発明は、フードの移動によって発生した該下面の勾配の変化を補償するために、フードに対して支持構造物を移動させるための手段を含むとよい。

本発明による各センサの好ましい態様においては、各センサは、水平軸を中心として旋回可能に取り付けられた可動検出端、及び同一軸を中心として旋回可能に取り付けられ、前記可動検出端と釣り合うように配置した釣り合いおもりを含む。

前項で、下面の勾配を一定に保つためにセンサ支持構造物をモニターすることを述べたか、このような構成は、本発明による支持構造物の下面の勾配という特徴とは別に、例えば他の形式のセンサと共に用いることができる。

本発明の更に別の側面によれば、土から生えた状態の作物の中に入っていく移動フレームと、該フレームに取り付けられて作物に対して作業を行なうための作業手段と、装置の前部に置かれた支持構造物と、装置が作物の中に前進する間に作物と接触することによって作物の頂部を検出するようにした、該支持構造物に取り付けられた検出手段と、該検出手段が検出した作物の頂部の高さの変化に対応して装置の構成部分の高さを自動的に変化させる制御手段とからなる農作業用装置において、該支持構造物は、該支持構造物の高さか構成部分の移動によって変化しながらも作物に対する該支持構造物の対向角度か実質的に一定であるように該構成部分に連結されることを特徴とする。

本発明の実施例を、例として添付図を参照しながら説明する：図１は、本発明の一実施例である穀粒もぎ取り装置の概略断面図：図２は、図１の装置での利用に適した作物もぎ取り装置の正面図、図３は、本発明の一実施例である検出装置を含む図１及び２の装置のフードの前部の透視図：図４は、図３のフードの前部に位置する、本発明の一実施例である検出装置の下面の透視図；図５及び６は、上記の図に示す本発明の実施例に用いることができるセンサをそれぞれ上と下から見た図；図７ａは、図１に示す穀粒もぎ取り装置の変更態様の部分側面略図、図７ｂは、同側面図において、装置の可動フードを二段階高い位置に置いた状態を示す二図８は、図１及び７ａ及び乃の装置の変更態様の側面図で、可動フードが、別の、より複雑な経路に沿って可動である態様を示す；図８ａは、図８の装置の部分的に断面を示す側面略図、図８ｂは、同装置において、フードを、別の、より高い位置に置いた状態を示す：図８Ｃ及び８ｄは、図８．８ａ及び８ｂの装置のセンサ・ノーズを、それぞれ上と下から見た透視図である。

図１及び２を参照すれば、例示した装置は、穀類の作物１０がら穀粒をもぎ取る収穫用装置である。この装置は、ロータ１１か取り付けられている可動フレーム１２（例えば、穀粒収穫機の前立のフレーム）を含み、同フレームは、外向きに突出した作物嵌合エレメント１５を持つ。ロータ１１は、作物嵌合エレメント１５が装置の前部で上に向かって移動するように、いわゆる上掛は駆動される。ロータＩ＋は水平軸２９を中心として旋回する。フート又はカバー１８か、ロータの前半部分の周りに延び、ロータ・エレメント１５と共に、作物かロータによって運ばれる作物流路３３を形成する。フードは、フード・ノーズと呼ばれる突起した前部２２を持つ。

作動に際して、ロータ１１の回転により、作物嵌合エレメント１５は、エレメントの末端力咋物の茎を可能なかぎり邪魔しないで作物１ｏに入るように移動し、次にエレメント１５は、作物の間を上に向かって移動し、一本又は複数の作物の茎を集める。エレメント１５か作物の上部に到達するにつれて、作物の必要な部分、例えば穀粒は、茎から離される。茎から離れた後、作物の必要な部分は、ロータ１１の上を上方向及び後方向に運ばれ、作物を装置の中心に向かって横方向に移動させるため、コレクティング・トラフ２８内に位置する横向き作物フィート・オーが２７へと送られる。

図２に示すように、ロータ１１は、内側コア１３と、ロータの円周上に間隔を置いて設けられた一連の横向きのくシ３１からなる。くしの各歯１５には側端１６及び１７があり、これらは、各エレメントごとに、歯１５の末端がら離れるように互いから拡散する。隣接する歯１５の相互に隣接する側端１６及び１７の交点に、隣接する歯の逃げ部分か歯の底部に拡大開口部２１を形成している。作動に際しては、穀粒、穀粒頭部、及び若干の藁を含む材料が、歯１５の開口部２１の端部２ｏによって追いやられ、経路３３に沿って上方向及び後方向にオーガに向がって押しやられる。

穀粒もぎ取りロータ１１の一般的な作動は、本出願人が先に出願し、公開されているＷｏ　８６１０１９７２に示したようにすることができる。

図１を参照すれば、フード１８は、３２Ａで示される軸に中心を持つ円の一部に沿った断面を持つ。フード１８は、図中１９で示すサイドメンバーの一方とフレーム１２の一部との間に連結された電気アクチュエータ又は油圧ラム１４の制御の下て、フード１８が軸３２Ａを中心として旋回できるようにしたサイドメンバー１９によって支えられている。ラム１４の収縮と膨張が、突起した前部又はフード１８のノーズ２２を上昇させたり下降させ、フード１８の主たる部分がフード自体の周縁と重なる経路に沿って移動することは、明らかである。

穀粒もぎ取り装置においては、前端部での穀粒の損失は、いくつかの要因によるか、主な要因は、フードの入口端部３０の高さであることがわかっている。一つの基準としては、入口端部３０は、作物地平線と呼ばれることもある平均的な作物の頂部の高さを基準に、予め定められた高さを維持するべきである。本実施例においては、本発明は、作物の頂部の位置を検出し、フード入口端部３０の高さを様々な作物の高さに合わせて自動的に調節する装置に関する。

図１、図２及び図４に示すように、メーン・フード・ノーズｎは、フード１８から前方に突出し、装置の全幅にわたって延びる。装置の中心、あるいは一方の側部において、ハウジング３４（支持構造物を構成する）は、メーン・フード・ノーズ２２を超えて前方に延びるが装置の全幅方向には少しだけ延びる別の突出部（センサ・ノーズと呼ぶ）を持つ。センサ・ノーズ３４は、装置の意図する動きである前方方向３６に向かって上向きの勾配を持つ下面３５を持つ。下面３５には、２つの双安定センサ３７及び３８が、垂直方向及び水平方向に間隔を置いて取り付けられている。図示する２つのセンサ３７と３８は、進行方向３６に沿って置かれているが、これは必ずしも必要ではなく、一方のセンサを他方のセンサから若干オフセットさせることもできる。センサは、後述のように、作物１０の頂部と接触する状態と、作物に接触しない状態との二つの状態を切り換え可能に配置される。センサ３７と３８は、３９と４０で図示する線に沿って電気出力を発生し、同出力は、便宜上装置の運転台に取り付けられた制御システム４１に取り込まれる。制御システム４１からの出力は、既述のように入口端部３０の高さを変化させるためのラム１４と、フード・ノーズｎとフード１８との間で連結された別のラム４４とにそれぞれつながる線４２と４３を通じて取り込まれる。この実施例において、センサ・ノーズ３４とフード・ノーズ２２は、互いに固定されており、ラム４４の収縮と膨張に応じて、フード入口端部３０イ４近で、支軸３０Ａを中心として旋回可能に支持されることによってフート１８との関係において一緒に動くことかできるようになっている。センサ・ノーズ３４には、電気出力を線４６を通じて制御システム４１に取り込む振り子装置を持つ姿勢検出器４５かあり、水平線に対するセンサ・ノーズ３４の姿勢を示す。姿勢検出器４５は、振り子駆動の電位差計であり、センサ・ノーズ３４の角度を遠隔的に計測することかでき、その出力信号は、制御システム４１の制御の下でラム４４の作動によりセンサ・ノーズ３４の姿勢を制御するのに用いる。

これに代わる配置（図示されず）では、ラム４４は、（図１にあるようなフート・ノーズ２２の代わりに）センサ・ノーズ３４の中に置いてもよい。このような配置では、ツー）・・ノーズ２２はフード１８に対して固定してもよく、ラム４４は、センサ・ノーズ３４のみをフード・ノーズ２２に対して動くように配置してもよい。センサ・ノーズ３４は、再度フード入口端部３０付近で支軸３０Ａを中心として旋回してもよいか、この場合、支軸はセンサ・ノーズ３４とフード１８との間にある。

図１．５及び６を特に参照すれば、センサ３７及び３８はそれぞれ以下のエレメントからなる。二枚のアルミニウム板４７と４８か、両端にブツシュか入り、中央の丸形スティール・ロッド５０上に置かれる水平管４９の両側に、左右対称且つ接線方向に溶接される。このアセンブリーは、センサ・ノーズ３４の内側に固定されたブラケット５２に取り付けられたナイロン・ベアリング・ブロック５１内て旋回する。アルミニウム板４７は、下面３５内のスロットから突出し、作物に接触する。小型の柔らかい鉄製の出っ張り５３が、管４９の頂部横に固定されており、これまたアルミニウム・ブラケット５２に取り付けられたソリッドステート・ホール効果ベーン・スイッチ５４の感受領域内に突出する。管のアセンブリーか、調整可能リミット・スクリュー５５に制限されつつ数度旋回すると、スイッチ５４かオフからオンへ、またその逆へと切り換わる。アセンブリーは、回転運動を約ｌｏｇの力でオフ状態に偏向させる軽い同軸ねじ５６と、調整後にこの設定を固定するねじも内蔵している。

アルミニウムのベーン４７と４８のうち、作物に触れるのが片方のベーン４７だけにも拘らず二つのベーンがあるのは、他方のベーン４８か、作物に触れるベーン４７のカウンタバランスとなるためである。図示するように、ドリル孔５８によって釣り合いを調節することができる。ベーン４７と４８は左右対称形であるため、ベーンか回転している間中、釣り合い効果かある。ソリッドステート・スイッチ５４か、制御システム４１内のリレーを制圓し、それによってラム４０と４１か制御されてフード１８を上昇下降させ、支持構造物３４の姿勢を調節すると都合かよい。

本装置は、以下のように作動する。図１に示す状態で機械か作物の中で運転しているとき、上部センサ３７は作物に接触せず、下部ベーン４７は、図６に示すように、下に向かって旋回する。このとき、線３９を通る信号はない。センサ３８は、下部ベーン４７か作物の頂部によって上向きに押されることによって作物に接触する。ホール効果スイッチからの信号は、線４０を通って制御システム４１へと流れる。

この状態で、制御システム４１は、ラム１４及び４４による変化は及はさない。

装置が、作物の高さかより低い箇所（例えば、横たえられた作物や作物中の途切れ目など）に遭遇したときは、低い方のセンサ３８は、作物と接触せず、制御システム４１かラム１４を作動させ、作物との接触が再度確立されるまで、フートの入口端部３０を下げる。途切れ目があって作物かない場合、即ち行程の最後まで到達したときは、フード人口端部３０が所定の最低高に達したときにリミットスイッチ（図示せず）が作動する。逆に、背の高い作物の茎がある場合は、３７と３８の両センサが作物と接触し、制御システム４１がラム１４を作動させ、上部センサ３７が出力信号を出すのを止めるまでフードを上昇させる。

二つのセンサ、３７と３８は、作物の高さの所定の変化量、例えば、上下５０ｍｍの変化では、フードの調節を必要としないように位置決めする。しかし、センサ・ノーズ３４は、それ自体弧を描くフード１８に取り付けられているため、フード１８を調節すると、センサ３７と３８との間の垂直方向の距離によって決まる許容高さの範囲か若干変化する。この変化を許容範囲内に収めるため、センサ・ノーズ３４の角度は、振り子装置４５によって計測され、出力信号は、制御システム４１に取り込まれる。センサ・ノーズ３４の姿勢の変化は、線４３を通ってラム４４に送られる信号によって是正され、ラム４４は、フード１８から見たセンサ・ノーズ３４の姿勢を調節する変更態様（図示されず）においては、幅広の刈取り機の全幅において高さの変化に着目することが重要である場合に、装置の全幅にわたって、協作動する二つ以上の対のセンサを設けることができる。あるいは、フードを分割して各部分を個別に制御してもよい。

下面３５を設けることによって、作物の頂部かセンサ・ノーズ３４の下にゆっくりと滑り込み、作物への損傷を最小限にととめつつ作物の検出を行なうことかできる。また、上記のようにセンサを配置することにより、椰先か旋回可能に支持されるセンサに軽く触れたたけて作物の頂部を検出することかできる。実用的な寸法例としては、センサ・ノーズ３４の幅は、約３９０ｍとし、メーン・フード・ノーズ２２の前方３５０ｆ画に突出することかできる。

二つのセンサ、３７と３８の対応する二点の間隔（中心から中心まで）は、１００Ｍから２００ｎｖｎの範囲、例えば１５０ｍｍであると都合がよい。下面３５は、使用中は水平から５°から４５°の範囲で、望ましくは１０’から３０°の範囲で傾いていると都合かよい。センサ３７と３８との間隔か１５０柵であるとき、下面３５の水平からの傾きによる作物の高さの許容域は、以下のようになる。

傾斜角　作物の高さの許容域５°　１３画１０’　２６ａ。

２５°　７０ｍｍ３０°　７５ａｎ４５°　１０６Ｍ図７ａと７ｂは、図１に対応する、部分的に断面である概略側面図を示しているか、これは、センサ・ノーズ３４が、フード入口端部３０付近で支軸３０Ｂを中心として旋回可能に支持されることによってフード・ノーズ２２との関係において可動である変更態様を示している。センサ・ノーズ３４は、フード１８の動きが、図１の姿勢検出器４５の制御の下で発生すると既述されたセンサ・ノーズ３４の必要な動きを自動的に発生させるように、平行四辺形のリンク機構上に搭載される（詳細は後述する）。図７ａと７ｂにおいて、平行四辺形のリンク機構は、センサ・ノーズ３４をフート・ノーズｎと共に確実に上昇下降させるが、センサ・ノーズの角度は、下面３５を水平に対して一定の角度に保つように調節される。図７ａと７ｂ及びそれに続く図の説明の中で、図１の構成部分に対応する構成部分は、同じ参照番号で示されている。

図７ａを参照すれば、センサ・ノーズ３４は、装置の最右端側の側面支持アーム４６に取り付けられており、フード・ノーズ２２の前に来るように側面支持アーム４６から横向きに片持ちぼりで支持されている。フード・ノーズｎは、フード１８に対して固定されており、センサ・ノーズ３４は、フード１８から見て可動であるように、フード入口端３０付近の支軸３０Ｂに旋回可能に支持される。支持アーム４６の上端では、アームは、浮動支軸４９によって上部リンク４８に接続され、該リンク自体は、支軸４７によって装置の右側のフレーム１２に固定される。

図７ｂは、図７ａと同じ装置を示すが、フード１８の位置が、ラム１４の収縮と、フード１８が二本のフード・サイド・メンバー１９上のフード支軸３２Ａを中心として旋回したことによって、より高くなっている。図乃かられかるように、下面３５の勾配はフード１８がフレーム１２に対して移動する間、一定を保つ。

これは、センサ・ノーズ３４が、センサ・ノーズ支持アーム４６と、上部リンク４８と、右側支持アーム１９（図では左側アーム１９に隠れている）の下面によって形成されるところのセンサ・ノーズ旋回支軸３０Ｂからフード旋回支軸３２Ａに延びる下部リンクからなる平行四辺形のリンク機構によって取り付けられていることによって可能となる。この平行四辺形の実質的な幾何学的配置は破線７０で示されている。

平行四辺形リンク機構の構成部分、特に１９．４６及び４８は、略図的に示してあり、実用上は、構成部分がフードの可動部品又は装置の他の動作部品を汚損しないように、異なる形状を取ることができる。

図８から８ｄは、装置を更に変更した態様を示している。図８は、装置の全体側面図であり、図８ａ及び８ｂは、フード１８の取り付は配置を描いた部分的に断面を示す側面図である。まず図８ａを見れば、フード１８は、二つの移動旋回支軸５０と５１を中心として旋回可能に取り付けられている。フード１８は、支軸５０で旋回可能にフード支持アーム５２に固定されているが、フード支持アーム５２自体も５３て旋回可能にフレーム１２に取り付けられている。フード１８の上端は、フレーム１２に対して固定されたレール５５に沿って移動可能である略図的に示すローラー５４上に支軸５１で旋回可能に取り付けられている。このように、フード１８は、フード支持アーム５２とレール５５によって制限された複雑な経路に沿って移動可能である。本実施例では、フード１８は、フレーム１２とフート支持アーム５２上の支軸５６の間に連結されるラム１４の膨張と収縮によって動かされる。ラム１４の下端は支軸６０によって旋回可能にフレーム１２に取り付けられる。

フード１８の複雑な動きは、フード入口端３０を作物に対して垂直方向に動かす間、フード１８をロータ１１に対して必要な作動関係に置くために必要となる。

フート１８の下面とロータ１１との間の作物の流路３３の形状は、収穫時の作物の損失に決定的な影響を与えることがわかった。

図８ａの装置では、センサ・ノーズ３４の下面３５の勾配を水平に対して常に一定に保ちつつ、センサ・ノーズ３４をフード・ノーズ２２と共に垂直方向に動かすために、センサ・ノーズ３４を調整された平行四辺形リンク機構に取り付けている。センサ・ノーズ３４は、フード・ノーズ２２の前方に、フード支持アーム５２とフート・ノーズ２２を旋回可能に接続する同し支軸５０上に旋回可能に支持されたセンサ・ノーズ支持アーム４６の前方に延びる突出部４６Ａ上に取り付けられている。センサ・ノーズ支持アーム４６は、支軸５０と、支持アーム４６か上部リンク５８に旋回可能に支持される浮動支軸５７との間に延びる。上部リンク５８は、浮動支軸５７とは反対側のリンク５８の端部にある支軸５９でフレーム１２に旋回可能に連結される。図８０及び８ｄに示すように、センサ・ノーズ３４は、フード・ノーズ２２の前に位置するように側面支持アーム４６のエクステンション４６Ａから横向きに片持ちばりで支持されている図８ａに戻れば、センサ・ノーズ３４は、支軸５０と５７の間のセンサ・ノーズ支持アーム４６の後部と、浮動支軸５７と固定支軸５９の間に延びる上部リンク５８と、浮動支軸５０と固定支軸５３の間に延びるフード支持アーム５２と、支軸５９と５３の間に延びるフレーム１２の一部とによって形成される平行四辺形のリンク機構によってフレーム１２に取り付けられていることかわかる。この平行四辺形の実質的な幾何学的配置は破線７０で示されている。この配置を図７ａの配置と比較すると、いずれの場合も、センサ・ノーズ３４が、センサ・ノーズ支持アーム４６、フート１８の動きを支持する構成部分（図７ａてはサイドメンバー１９、図８ａではフート支持アーム５２）、及びメーンフレーム１２とフード支持アーム（図７ａでは上部リンク４８、図８ａては下部リンク５８）からなる平行四辺形によってフレーム１２に連結されていることかわかる。

寸法的には、例えば、フード・ノーズ２２の幅を３ｍ、センサ・ノーズ３４の幅を３７０印とすることかできる。

更に図８ａ及び８ｂを考察すると、図示した配置はセンサ・ノーズ３４の位置決めに関して更に利点かある。図８ｂは、図８ａと同じ矢視であるが、フート１８かより高い位置にある。各図には、作物の高さを示す略縮尺Ｈか示されており、作物の高さをセンチメートルで示している。図８ａでは、許容高さの範囲（Ａ、Ｈ，Ｒ，）　（その範囲内ではフード入口端部に合わせるために高さの調整を必要としない範囲）か５０ｃｍから６０ｃｍの間の！Ｏｃｍに設定されており、これはセンサ３７と３８との垂直方向の高さの違いである。図８ａに示す例では、作物の頂部の平均的な高さは約５０ｃｍとなっている。この高さがセンサ３７と３８の高さの中間地点に来るようにセンサ・ノーズ３４を調節すると、フード入口端３０の高さは４０Ｃｍとなる。

図８ｂを参照すれば、作物の平均的な高さは１００ｃｍとなっており、センサ・ノーズ３４はそれに合わせて位置決めされている。フード１８とセンサ・ノーズ３４の移動経路のため、フード人口端部の高さは約８０ｃｍに下がる。これは、センサ・ノーズ３４がフード入口端部３０に対して相対的に上昇するために起こる。選ばれた幾何学的配置の結果、各場合のフード入口端部は、作物の高さの約８０％の位置に来ることになる。実用上は、フード人口端部の高さを作物の高さの一定のパーセンテージ、例えば、８０％に設定することが収穫に有利であり、特に作物の損失が少なくなることがわかる。従って、本発明の好ましい実施例においては、センサ３７と３８、及びフード入口端部との間の垂直方向の高低差は、フードが上昇するにつれて増大する。

図を参照して説明した例の中では、作物の輪郭又は形状をモニターし、収穫物の位置をその輪郭に合わせて調節すべくセンサの出力に対応して機械を制御するために本発明を用いた。

本発明は、作物の高さを作動後にモニターするという逆の配置に用いることもできる。センサを作動結果をモニターするために使うことで、作動状態を維持するように機械を制御することが可能となる。例としては、うねりのある土地に植えられた長い生垣を考えることかできる。トラクターに取り付けられた刃物棒をトラクターの側面に取り付けて生垣の頂部を刈る。センサを力・ツタ−の後に取り付けて刈られたばかりの生垣に触れさせることによって（例えば、手動制御の機械で２．３フイート刈る）、カッターの位置を一定に保つことかできる。トラクターか凹みに入ってしまったときは、カッターの位置を地表面に対して上げることかでき、逆に、トラクターか盛り上かりに乗り上げてしまったときは、カンタ −の位置を下げることかできる。これらの結果、下の地表面の形状に拘らず生垣の頂部を水平且つ一定の水準に保つことかできる。

＝　！　邑　目　＝　ミ　８８　ｃ３　寓　ミ　ョ繁　＝；＝　呂　ミ　８　８　シ　呂　ミ　♀工特表平６−５ｏ２７ｅｏ　（９）フロントページの続き（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、　ＳＥ）、　ＣＡ、　ＧＢ、ＪＰ、　ＵＳ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動機械に取り付けるようにした支持構造物と、使用時に垂直方向に間隔を有し且つ前記移動機械が作物に向かって進行する間にセンサと作物との異なる接触の組み合わせにより作物の頂部位置を検出するように前記支持構造物に取り付けられた少なくとも２個の前記センサとを含む作物頂部位置検出装置において、前記支持構造物が、作物の頂部に下向きに対向するようにした下面を有し、且つ、該下面が前記移動機械及び前記支持構造物の意図された進行方向に向かって上向きの勾配を有し、前記センサが前記下面に沿って前記意図された進行方向に向かって間隔を有して取り付けられたことを特徴とする作物頂部位置検出装置。
【請求項２】協作動する一対のセンサを設け、作物の頂部がこの２個のセンサのいずれか一方と接触する、いずれとも接触する、又はいずれとも接触しないのいずれかによって作物の頂部位置を検出するように前記２個のセンサを配置したことを特徴とする請求項１記載の作物頂部位置検出装置。
【請求項３】各センサが、水平軸を中心として旋回可能に取り付けられた可動検出端、及び同一軸を中心として旋回可能に取り付けられ、前記可動検出端と釣り合うように配置した釣り合いおもりを含んでなることを特徴とする請求項１記載の作物頂部位置検出装置。
【請求項４】土から生えている伏感の作物に対し相対的に移動するための移動フレームと、作物に対して作業を行なうために前記フレームに取り付けられた手段と、装置上に置かれた支持構造物と、垂直方向に間隔を有し且つ装置が作物に向かって進行する間にセンサと作物との異なる接触の組み合わせにより作物の頂部位置を検出するように前記支持構造物に取り付けられた少なくとも２個の前記センサとを食む作物作業装置において、前記支持構造物が、作物の頂部に下向きに対向するようにした下面を有し、且つ、該下面が前記装置の意図された進行方向に向かって上向きの勾配を有し、前記センサが前記下面に沿って前記意図された進行方向に向かって間隔を置いて取り付けられたことを特徴とする作物作業装置。
【請求項５】作物の高さの変化に応じて自動的に前記支持構造物の高さを変化させる手段を有し、且つ前記支持構造物の高さの変化の間に前記下面が実質的に一定の角度を保持することを特徴とする請求項４記載の作物作業装置。
【請求項６】作物の頂部位置に応じて装置の作動パラメータを自動的に変化させる制御手段を有することを特徴とする請求項４記載の作物作業装置。
【請求項７】一対の協作動するセンサを設け、且つ作物の頂部が前記２個のセンサのいずれか一方と接触する、いずれとも接触する、又はいずれとも接触しないのいずれかによって作物の頂部位置を検出するように前記２個のセンサを配置し、更に前記２個の協作動するセンサが、作物との接触に対応する第一の状態と作物との非接触に対応する第二の状態の間でスイッチ作動する下部センサ及び上部センサを含んでなり、制御手段が前記２個のセンサに連結され、且つ該一対のセンサの３つの状態に応答するように、即ち、いずれのセンサとも接触しない場合には機械の構成部分の高さを減少させるように応答し、いずれとも接触する場合には機械の前記構成部分の高さを増加させるように応答し、下部センサのみと接触する場合には機械の前記構成部分の高さを変化させないように応答するように配置されたことを特徴とする請求項６記載の作物作業装置。
【請求項８】作動パラメータを変化させる制御手段が、作物の頂部の高さの変化に応じて自動的に装置構成部分の高さを変化させる手段を有することを特徴とする請求項６記載の作物作業装置。
【請求項９】前記支持構造物は、別記支持構造物の高さを前記装置構成部分の移動によって変化させながらも該支持構造物の前記下面の勾配を実質的に一定に保つように前記装置構成部分に連結されることを特徴とする請求項８記載の作物作業装置。
【請求項１０】前記支持構造物が、前記支持構造物に対し相対的に固定された１個の旋回支軸、前記移動構成部分に対し相対的に固定された１個の旋回支軸、前記装置の所定のフレームワークに対し相対的に固定された更に２個の旋回支軸を有する平行四辺形のリンク機構によって取り付けられていることを特徴とする請求項９記載の作物作業装置。
【請求項１１】作業手段の上方を少なくとも一部分覆う可動フードを含み、前記支持構造物が該フードに連結され、且つ該フードが作物の高さの変化に応じて該フード前部の高さを変化させるように移動可能であることを特徴とする請求項４記載の作物作業装置。
【請求項１２】前記フードが該フード下面と前記作業手段との間で作物の流路を限定し、該フード下面の前部が、作物の流路に位置するフード入口端部と境界を接し、且つ前記支持構造物が、前記入口端部が作物の平均高さに対して実質的に一定の比率の高さに位置するように、前記可動フードに連続されたことを特徴とする請求項１１の作物作業装置。
【請求項１３】前記比率が７０％から９０％の範囲内にあることを特徴とする請求項１２記載の作物作業装置。
【請求項１４】前記センサと前記フード入口端部の垂直方向の高低差が、前記フードが上昇するときには増加し、前記フードが下降するときには減少するように、前記支持構造物を前記可動フードに連結したことを特徴とする請求項１２記載の作物作業装置。
【請求項１５】作業装置が、土から生えている状態の作物よりもぎ取りを行なうに際して、作物の所定の部分をもぎ取り、作物の残存部分を耕地内に生えたままにしておくもぎ取り手段を含むことを特徴とする請求項４記載の作物作業装置。
【請求項１６】前記作物もぎ取り手段が、可動支持手段に取り付けられ且つ外側に向けて張りだした複数の作物もぎ取りエレメント、及び前記作業装置が作物に向かって前進するにつれて前記作物もぎ取りエレメントを上昇及び後退動作を含む経路に沿って移動させるように前記可動支持手段を駆動するための駆動手段からなることを特徴とする請求項１５記載の作物作業装置。
【請求項１７】使用時に前記支持構造物の下面の水平面に対する角度が５°から４５°の範囲内にあることを特徴とする請求項４記載の作物作業装置。