JPH0662610A - 水田作業機の操向制御機構 - Google Patents
水田作業機の操向制御機構Info
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- JPH0662610A JPH0662610A JP22118392A JP22118392A JPH0662610A JP H0662610 A JPH0662610 A JP H0662610A JP 22118392 A JP22118392 A JP 22118392A JP 22118392 A JP22118392 A JP 22118392A JP H0662610 A JPH0662610 A JP H0662610A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水田走行作業における操縦操作性の向上を図
る。 【構成】 走行機体の操向用車輪９を操向操作するため
のステアリングハンドル１１と一体回動自在に地磁気検
出機構１４を配備するとともに、前記ステアリングハン
ドル１１を所定微小角度だけ往復回動駆動させる電動モ
ータ１５を設け、この往復回動に伴う地磁気検出機構１
４の検出結果に基づいて走行機体の進行方向を演算し、
ステアリングハンドルを自動修正して直進走行を行うよ
う電動モータ１５を制御する。
る。 【構成】 走行機体の操向用車輪９を操向操作するため
のステアリングハンドル１１と一体回動自在に地磁気検
出機構１４を配備するとともに、前記ステアリングハン
ドル１１を所定微小角度だけ往復回動駆動させる電動モ
ータ１５を設け、この往復回動に伴う地磁気検出機構１
４の検出結果に基づいて走行機体の進行方向を演算し、
ステアリングハンドルを自動修正して直進走行を行うよ
う電動モータ１５を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、乗用型田植機
等の水田作業機における操向制御機構に関する。
等の水田作業機における操向制御機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記水田作業機の操向制御機構におい
て、従来では、ステアリングハンドルと操向用車輪と
を、ギア機構、ピットマンアーム及びリンク等の機械的
な連係機構、あるいは油圧式のパワーステアリング機構
を介して連動連係させてステアリングハンドルの回動量
に応じて車輪が比例的に揺動操作されるよう構成したも
のが一般的であり、操縦者は圃場の状況あるいは車体の
走行状況を確認しながら、ステアリングハンドルを人為
操作して姿勢修正を行っていた。
て、従来では、ステアリングハンドルと操向用車輪と
を、ギア機構、ピットマンアーム及びリンク等の機械的
な連係機構、あるいは油圧式のパワーステアリング機構
を介して連動連係させてステアリングハンドルの回動量
に応じて車輪が比例的に揺動操作されるよう構成したも
のが一般的であり、操縦者は圃場の状況あるいは車体の
走行状況を確認しながら、ステアリングハンドルを人為
操作して姿勢修正を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の水田作業機、
例えば乗用型田植機等においては、作業走行が行われる
圃場面は泥土層であるから、ハンドル操作が行い難いも
のになる。特に、対地作業のために機体を直進走行させ
るような場合、車輪に対する泥土層による抵抗や耕盤の
凹凸等に起因して、ステアリングハンドルを直進走行状
態に維持操作しているにもかかわらず、機体が斜め方向
に進もうとすることがあり、操縦者は常にステアリング
ハンドルの微動操作を繰り返しながら直進状態を維持す
る操作が現実の作業では行われている。しかしながら、
このような操縦操作は作業の経験が長い人にとっては比
較的容易であるが、経験の浅い人や老齢者にとっては困
難な場合があり、最近では作業走行速度の高速化が進め
られており、この面での操縦操作性の改善が望まれてい
た。本発明は上記不具合点を解消することを目的として
いる。
例えば乗用型田植機等においては、作業走行が行われる
圃場面は泥土層であるから、ハンドル操作が行い難いも
のになる。特に、対地作業のために機体を直進走行させ
るような場合、車輪に対する泥土層による抵抗や耕盤の
凹凸等に起因して、ステアリングハンドルを直進走行状
態に維持操作しているにもかかわらず、機体が斜め方向
に進もうとすることがあり、操縦者は常にステアリング
ハンドルの微動操作を繰り返しながら直進状態を維持す
る操作が現実の作業では行われている。しかしながら、
このような操縦操作は作業の経験が長い人にとっては比
較的容易であるが、経験の浅い人や老齢者にとっては困
難な場合があり、最近では作業走行速度の高速化が進め
られており、この面での操縦操作性の改善が望まれてい
た。本発明は上記不具合点を解消することを目的として
いる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、走
行機体の操向用車輪を操向操作するためのステアリング
ハンドルと一体回動自在に地磁気検出機構を配備すると
ともに、前記ステアリングハンドルを所定微小角度だけ
往復回動駆動させるアクチュエータを設け、この往復回
動に伴う前記地磁気検出機構の検出結果に基づいて走行
機体の進行方向を演算する演算手段を備えてある点にあ
る。
行機体の操向用車輪を操向操作するためのステアリング
ハンドルと一体回動自在に地磁気検出機構を配備すると
ともに、前記ステアリングハンドルを所定微小角度だけ
往復回動駆動させるアクチュエータを設け、この往復回
動に伴う前記地磁気検出機構の検出結果に基づいて走行
機体の進行方向を演算する演算手段を備えてある点にあ
る。
【０００５】
【作用】例えば、泥土層が存在する圃場において直進走
行するような場合、前記アクチュエータを作動させるこ
とで、従来、操縦者が手動で行っていたステアリングハ
ンドルの微少角度での往復回動操作を自動的に行うこと
ができ、操縦者の作業負担が軽減されるとともに、この
往復回動作動を利用して地磁気の方向に対する方位変化
に基づく地磁気検出機構の出力から走行機体の操向方向
の絶対方位を演算して、その演算結果を基にして、例え
ばステアリング機構を自動操縦するように構成するか、
又は、前記演算結果を基にして、操縦者が定期的に正確
な方向に手動で方向修正する等の対応を取ることによ
り、操縦者はハンドルから手を離して作業装置の補助作
業を行うことも可能となる。
行するような場合、前記アクチュエータを作動させるこ
とで、従来、操縦者が手動で行っていたステアリングハ
ンドルの微少角度での往復回動操作を自動的に行うこと
ができ、操縦者の作業負担が軽減されるとともに、この
往復回動作動を利用して地磁気の方向に対する方位変化
に基づく地磁気検出機構の出力から走行機体の操向方向
の絶対方位を演算して、その演算結果を基にして、例え
ばステアリング機構を自動操縦するように構成するか、
又は、前記演算結果を基にして、操縦者が定期的に正確
な方向に手動で方向修正する等の対応を取ることによ
り、操縦者はハンドルから手を離して作業装置の補助作
業を行うことも可能となる。
【０００６】
【発明の効果】従って、泥土層が存在する圃場を走行す
る等のこの種の作業機独特の作業条件に対応して、従来
より行われているステアリングハンドルの手動による微
動操作をアクチュエータにより自動で行う構成としなが
ら、その構成を有効利用して、走行方向の絶対方位を演
算して、自動操縦あるいは半自動操縦に対する対応が可
能となり、一人作業により機体操縦以外の補助作業を行
うことができて作業能率が向上するものとなった。
る等のこの種の作業機独特の作業条件に対応して、従来
より行われているステアリングハンドルの手動による微
動操作をアクチュエータにより自動で行う構成としなが
ら、その構成を有効利用して、走行方向の絶対方位を演
算して、自動操縦あるいは半自動操縦に対する対応が可
能となり、一人作業により機体操縦以外の補助作業を行
うことができて作業能率が向上するものとなった。
【０００７】
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図４
に水田作業機の一例としての乗用型田植機を示してい
る。この田植機は乗用型走行機体１の後部にリンク機構
２を介して昇降自在並びに前後軸芯周りでローリング自
在に苗植付装置３を連結し、苗植付装置３は、植付け用
マット苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗
のせ台４、苗のせ台４の下端部から植付け用苗を一株づ
つ取り出して圃場に植付ける植付機構５、複数の接地フ
ロート６等を備えて成り、走行機体１により圃場を走行
しながら苗の植付け作業を行えるよう構成してある。
に水田作業機の一例としての乗用型田植機を示してい
る。この田植機は乗用型走行機体１の後部にリンク機構
２を介して昇降自在並びに前後軸芯周りでローリング自
在に苗植付装置３を連結し、苗植付装置３は、植付け用
マット苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗
のせ台４、苗のせ台４の下端部から植付け用苗を一株づ
つ取り出して圃場に植付ける植付機構５、複数の接地フ
ロート６等を備えて成り、走行機体１により圃場を走行
しながら苗の植付け作業を行えるよう構成してある。
【０００８】前記走行機体１は機体前部のボンネット内
にエンジン７を搭載し、このエンジン７の動力をミッシ
ョンケース８を介して前後車輪９，１０に伝えるよう四
輪駆動型に構成され、左右一対の前輪９，９を運転部の
ステアリングハンドル１１の回動操作に基づいて左右に
揺動操作自在な操向車輪に構成し、左右後輪１０，１０
は非操向型車輪に構成してある。前記前輪９，９の操向
操作はステアリングハンドル１１の操作に基づいてステ
アリング用油圧シリンダ１２〔アクチュエータの一例〕
により行うようパワーステアリング構造に構成してあ
る。つまり、図１に示すように、ステアリングハンドル
１１の操作軸１１ａの下端部に、エンジン７により駆動
される油圧ポンプＰから圧油が供給され、ステアリング
ハンドル１１の操作方向及び回動量に応じた作動油量を
複動型ステアリングシリンダ１２の夫々の圧油供給路Ｌ
１，Ｌ２に供給させる全油圧式パワーステアリング用油
圧制御機構ＰＳを配備し、シリンダ本体１２ａが機体に
固定されたステアリングシリンダ１２のピストンロッド
１２ｂを左右前輪９，９の夫々のナックルアーム１３，
１３に連動連結して、油圧制御機構ＰＳから供給される
作動油によりピストンロッド１２ｂが左右移動して左右
前輪９，９を操向揺動させるよう構成してある。
にエンジン７を搭載し、このエンジン７の動力をミッシ
ョンケース８を介して前後車輪９，１０に伝えるよう四
輪駆動型に構成され、左右一対の前輪９，９を運転部の
ステアリングハンドル１１の回動操作に基づいて左右に
揺動操作自在な操向車輪に構成し、左右後輪１０，１０
は非操向型車輪に構成してある。前記前輪９，９の操向
操作はステアリングハンドル１１の操作に基づいてステ
アリング用油圧シリンダ１２〔アクチュエータの一例〕
により行うようパワーステアリング構造に構成してあ
る。つまり、図１に示すように、ステアリングハンドル
１１の操作軸１１ａの下端部に、エンジン７により駆動
される油圧ポンプＰから圧油が供給され、ステアリング
ハンドル１１の操作方向及び回動量に応じた作動油量を
複動型ステアリングシリンダ１２の夫々の圧油供給路Ｌ
１，Ｌ２に供給させる全油圧式パワーステアリング用油
圧制御機構ＰＳを配備し、シリンダ本体１２ａが機体に
固定されたステアリングシリンダ１２のピストンロッド
１２ｂを左右前輪９，９の夫々のナックルアーム１３，
１３に連動連結して、油圧制御機構ＰＳから供給される
作動油によりピストンロッド１２ｂが左右移動して左右
前輪９，９を操向揺動させるよう構成してある。
【０００９】そして、ステアリングハンドル１１と一体
回動自在にホール素子等で構成される地磁気検出機構１
４を配備するとともに、前記ステアリングハンドル１１
を所定微小角度だけ往復回動駆動させる電動モータ１５
〔アクチュエータの１例〕を設け、この往復回動に伴う
前記地磁気検出機構１４の検出結果に基づいて走行機体
の進行方向を演算する演算手段Ａとその演算結果に基づ
いて直進操向状態に自動方向修正を行う自動操縦制御手
段Ｂを備えてある。詳述すると、上記演算手段Ａ及び自
動操縦制御手段Ｂはマイクロコーピュータを備えた制御
装置１６に制御プログラム形式で備えられ、ステアリン
グ操作軸１１ａの途中部にギア減速機構１７を介して作
用する正逆転駆動自在な電動モータ１５を機体に固定状
態で配備し、この電動モータ１５の絶対回動位置並びに
回動角度を検出するロータリーエンコーダ１８を備える
とともに、ステアリングハンドル１１の握り操作部の回
動中心位置に、操作軸１１ａの回動軸芯と同一軸芯上に
地磁気に対する方位の変化に対応した信号を出力する地
磁気検出機構１４をステアリングハンドル１１と一体回
動自在に、ほぼ水平姿勢になる状態で配備してある。
又、ステアリングハンドル１１の握り部近傍には直進操
向状態入切操作スイッチＳＷを配備してある。前記電動
モータ１５は前記制御装置１６により制御駆動するよう
構成するとともに、ロータリーエンコーダ１８の出力、
地磁気検出機構１４の出力及び入切操作スイッチＳＷの
出力の夫々が制御装置１６に入力されるよう回路構成し
てある。そして、圃場での苗植付け作業を行うために、
直進走行を開始するとき、走行機体を直進すべき目標方
向に設定した状態で前記入切操作スイッチＳＷを直進操
向状態に入り操作すると、制御装置１６がロータリーエ
ンコーダ１８の出力を検出しながらステアリングハンド
ル１１が所定微小角度だけ往復回動するよう電動モータ
１５を正逆転駆動させる。又、このような往復回動操作
に伴って回動する地磁気検出機構１４の検出結果が例え
ば図２、図３に示すように、地磁気の方向に対応した振
動出力が入力され、制御装置１６はこの検出結果の平均
値、即ち、回動中心位置の方位に対応した出力値を演算
する。制御装置１６は制御開始時点におけるこの演算結
果を基準方向に対する設定値Ｖ０として記憶しておく
〔図３参照〕。その後、機体走行に伴って耕盤の凹凸等
に起因して機体が斜め方向に進んでいこうとした場合に
は、前記地磁気検出機構１４の検出値に基づく演算結果
Ｖ１が変化するので、常に、この演算結果が元の基準値
Ｖ０に戻るよう電動モータ１５の駆動回動域を自動修正
していく。このようにして、自動直進走行操縦が可能と
なり、苗植付装置３に対する予備苗の補給作業等の補助
作業をステアリングハンドル１１から手を離して行うこ
とが可能となる。走行機体が畦際に近づいて旋回走行を
行う場合は、入切操作スイッチＳＷを切り操作した後、
ステアリングハンドル１１を手動で回動操作して旋回さ
せた後、次回植付け状態に走行機体を位置合わせした
後、再度、上記したような直進操向状態に設定するので
ある。
回動自在にホール素子等で構成される地磁気検出機構１
４を配備するとともに、前記ステアリングハンドル１１
を所定微小角度だけ往復回動駆動させる電動モータ１５
〔アクチュエータの１例〕を設け、この往復回動に伴う
前記地磁気検出機構１４の検出結果に基づいて走行機体
の進行方向を演算する演算手段Ａとその演算結果に基づ
いて直進操向状態に自動方向修正を行う自動操縦制御手
段Ｂを備えてある。詳述すると、上記演算手段Ａ及び自
動操縦制御手段Ｂはマイクロコーピュータを備えた制御
装置１６に制御プログラム形式で備えられ、ステアリン
グ操作軸１１ａの途中部にギア減速機構１７を介して作
用する正逆転駆動自在な電動モータ１５を機体に固定状
態で配備し、この電動モータ１５の絶対回動位置並びに
回動角度を検出するロータリーエンコーダ１８を備える
とともに、ステアリングハンドル１１の握り操作部の回
動中心位置に、操作軸１１ａの回動軸芯と同一軸芯上に
地磁気に対する方位の変化に対応した信号を出力する地
磁気検出機構１４をステアリングハンドル１１と一体回
動自在に、ほぼ水平姿勢になる状態で配備してある。
又、ステアリングハンドル１１の握り部近傍には直進操
向状態入切操作スイッチＳＷを配備してある。前記電動
モータ１５は前記制御装置１６により制御駆動するよう
構成するとともに、ロータリーエンコーダ１８の出力、
地磁気検出機構１４の出力及び入切操作スイッチＳＷの
出力の夫々が制御装置１６に入力されるよう回路構成し
てある。そして、圃場での苗植付け作業を行うために、
直進走行を開始するとき、走行機体を直進すべき目標方
向に設定した状態で前記入切操作スイッチＳＷを直進操
向状態に入り操作すると、制御装置１６がロータリーエ
ンコーダ１８の出力を検出しながらステアリングハンド
ル１１が所定微小角度だけ往復回動するよう電動モータ
１５を正逆転駆動させる。又、このような往復回動操作
に伴って回動する地磁気検出機構１４の検出結果が例え
ば図２、図３に示すように、地磁気の方向に対応した振
動出力が入力され、制御装置１６はこの検出結果の平均
値、即ち、回動中心位置の方位に対応した出力値を演算
する。制御装置１６は制御開始時点におけるこの演算結
果を基準方向に対する設定値Ｖ０として記憶しておく
〔図３参照〕。その後、機体走行に伴って耕盤の凹凸等
に起因して機体が斜め方向に進んでいこうとした場合に
は、前記地磁気検出機構１４の検出値に基づく演算結果
Ｖ１が変化するので、常に、この演算結果が元の基準値
Ｖ０に戻るよう電動モータ１５の駆動回動域を自動修正
していく。このようにして、自動直進走行操縦が可能と
なり、苗植付装置３に対する予備苗の補給作業等の補助
作業をステアリングハンドル１１から手を離して行うこ
とが可能となる。走行機体が畦際に近づいて旋回走行を
行う場合は、入切操作スイッチＳＷを切り操作した後、
ステアリングハンドル１１を手動で回動操作して旋回さ
せた後、次回植付け状態に走行機体を位置合わせした
後、再度、上記したような直進操向状態に設定するので
ある。
【００１０】〔別実施例〕上記実施例に示した如く、ス
テアリングハンドル１１を自動修正操作する構成に代え
て、図５に示すように、設定方向を示す指針１９に対し
て前記地磁気検出機構１４による検出値の演算結果に基
づいて得られる車体の進行方向のズレを複数の表示ラン
プ２０により常時点灯表示する表示部２１を操縦部パネ
ルに設け、この表示状態に基づいて、定期的に前記入切
操作スイッチＳＷを切り操作して操縦者が手動でステア
リングハンドル１１を修正操作するよう構成してもよ
い。又、この実施例では、車体が左右に傾斜するとその
傾斜に起因して斜め走行気味になるので、走行機体の左
右傾斜角度を傾斜センサ２２により検出して、その補正
量を加味して前記指針による設定目標方向を適宜修正す
るようにしてある。
テアリングハンドル１１を自動修正操作する構成に代え
て、図５に示すように、設定方向を示す指針１９に対し
て前記地磁気検出機構１４による検出値の演算結果に基
づいて得られる車体の進行方向のズレを複数の表示ラン
プ２０により常時点灯表示する表示部２１を操縦部パネ
ルに設け、この表示状態に基づいて、定期的に前記入切
操作スイッチＳＷを切り操作して操縦者が手動でステア
リングハンドル１１を修正操作するよう構成してもよ
い。又、この実施例では、車体が左右に傾斜するとその
傾斜に起因して斜め走行気味になるので、走行機体の左
右傾斜角度を傾斜センサ２２により検出して、その補正
量を加味して前記指針による設定目標方向を適宜修正す
るようにしてある。
【００１１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】制御ブロック図
【図２】ステアリングハンドルの平面図
【図３】検出特性図
【図４】田植機の全体側面図
【図５】別実施例の制御ブロック図
９ 車輪 １１ ステアリングハンドル １４ 地磁気検出機構 １５ アクチュエータ Ａ 演算手段
Claims (1)
- 【請求項１】 走行機体の操向用車輪（９）を操向操作
するためのステアリングハンドル（１１）と一体回動自
在に地磁気検出機構（１４）を配備するとともに、前記
ステアリングハンドル（１１）を所定微小角度だけ往復
回動駆動させるアクチュエータ（１５）を設け、この往
復回動に伴う前記地磁気検出機構（１４）の検出結果に
基づいて走行機体の進行方向を演算する演算手段（Ａ）
を備えてある水田作業機の操向制御機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22118392A JPH0662610A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 水田作業機の操向制御機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22118392A JPH0662610A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 水田作業機の操向制御機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0662610A true JPH0662610A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16762783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22118392A Pending JPH0662610A (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 水田作業機の操向制御機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0662610A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820518B1 (ko) * | 2006-09-27 | 2008-04-08 | 동양물산기업 주식회사 | 트랙터의 디퍼렌셜록, 배속턴 및 조향상승 장치용 센싱장치 |
| KR20160113380A (ko) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | 현대오트론 주식회사 | 지자기 센서 왜곡 보정 장치 및 방법 |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP22118392A patent/JPH0662610A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100820518B1 (ko) * | 2006-09-27 | 2008-04-08 | 동양물산기업 주식회사 | 트랙터의 디퍼렌셜록, 배속턴 및 조향상승 장치용 센싱장치 |
| KR20160113380A (ko) * | 2015-03-18 | 2016-09-29 | 현대오트론 주식회사 | 지자기 센서 왜곡 보정 장치 및 방법 |
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