JPH07274633A - 乗用型田植機における姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ロ−リング制御用の検出器が異常な場合で
も、作業を不能にさせないで自動制御可能なバックアッ
プ制御機能を装備して、常時、作業可能にする。 【構成】 ピッチング作動を中央部接地フロ−トの上下
動により制御し、一方ロ−リング作動を左右の側部接地
フロ−トに加わる表土面側からの接地圧を適宜な検出器
により検出し、この検出信号をコントロ−ラに送信して
比較演算にて田植装置側を姿勢制御する乗用型田植機に
おいて、前記左右の側部接地フロ−ト側の各接地圧検出
器側からの検出信号のうち、片側の接地圧検出器からの
検出信号が異常あるいは短絡したとき、他方の正常な検
出信号を送る接地圧検出器側からの信号から他方側の側
部接地フロ−トに加わる推定検出信号を、予めメモリし
ていた基準デ−タを基に前記コントロ−ラにより算定し
た出力信号でロ−リング制御してなる乗用型田植機にお
ける姿勢制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乗用車体に、田植装置
を装着する乗用型田植機における田植装置側の姿勢制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、特開平１−９８４０７号公報及び特
開平６−５４６０９号公報等に開示されている通り、走
行車体の後方に上下スイング可能で且つロ−リング自在
に田植装置を装着し、そのロ−リング制御を左右側の接
地フロ−ト側に加わる接地圧の変化を電気的に検出し
て、この左右側で検出された電気信号をマイコンのコン
トロ−ラで比較演算してロ−リング制御信号を出力なら
しめる姿勢制御装置は公知であった。

【０００３】

【発明があ解決しようとする課題】前述の従来技術のも
のでは、片側の接地フロ−ト側からの接地圧の検出信号
がとだえたり、誤って異常な信号が発せられるとロ−リ
ング姿勢制御が極めて異常な制御になって田植作業がで
きない欠点があり、このような場合に姿勢制御を諦めて
制御用の電源を切った状態で作業を行なう方法しかなか
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述の課題
を解消するために次の技術的な手段を講じた。即ち、乗
用型の走行車体１の後部に、下部側に水田圃場の表土面
上を滑走する中央部接地フロ−ト３４及びその左右側に
所定の間隔を設けて左右一対の側部接地フロ−ト３５を
装備する田植装置２１を、ピッチング並びにロ−リング
可能な連動機構を介して装着し、このピッチング作動を
前記中央部接地フロ−ト３４の上下動により制御し、一
方ロ−リング作動を前記左右の側部接地フロ−ト３５に
加わる表土面側からの接地圧を適宜な検出器３９により
検出し、この検出信号をコントロ−ラ４６に送信して比
較演算にてロ−リング出力信号を発信してロ−リング制
御して前記田植装置側を姿勢制御する乗用型田植機にお
いて、前記左右の側部接地フロ−ト側の各接地圧検出器
３９ａ，３９ｂ側からの検出信号のうち、片側の接地圧
検出器からの検出信号が異常あるいは短絡したとき、他
方の正常な検出信号を送る接地圧検出器側からの信号か
ら他方側の側部接地フロ−ト３５に加わる推定検出信号
を、予めメモリしていた基準デ−タを基に前記コントロ
−ラ４６により算定した出力信号でロ−リング制御して
なる乗用型田植機における姿勢制御装置とした。

【０００５】

【実施例】１は乗用型の走行車体であって、前後方向に
延びるフレ−ム２の前側にフロントミッションケ−ス３
を設け、このフロントミッションケス３の左右両端に下
方に向かう前輪駆動ケ−ス４を介して前輪５，５を軸装
し、この前輪５，５を操舵可能に構成している。また、
前記フレ−ム２の前後中間部には、エンジン６を搭載し
ている。そして、フレ−ム２の後端部にはリヤ−ミッシ
ョンケ−ス７を固着し、このリヤ−ミッションケ−ス７
から後輪伝動ケ−ス８，８を介して後輪９，９を装着し
ている。１０は操縦枠で、その上部に操縦ハンドル１１
を装備している。１２は前記エンジン６を覆うカバ−で
あり、その上部に操縦座席１３を配設説している。１４
は操作レバ−で、後述の作業機側の動力伝達用のクラッ
チ及び油圧装置の油圧切替バルブの切替えが操作できる
共用型のレバ−である。１５は搭乗フロア−を示す。１
６は車体後部に立設の支柱である。

【０００６】１７はリンク機構で、上リンク杆１７ａと
下リンク杆１７ｂの基部側を前記支柱１６に枢着し、先
端部側をヒッチ１８を装備した縦リンク１７ｃで枢結し
ている。１９は油圧シリンダ装置で、シリンダ−本体１
９ａ側がフレ−ム２に枢結され、ピストン１９ｂと前記
上リンク１７ａに連動連結し、ピストン１９ｂの突出で
前記リンク機構１７を上動回動させ、引っ込みで下方回
動するよう構成している。

【０００７】２１は田植装置で、前記リンク機構１７の
縦リンク１７ｃ側とヒッチ１８との間にロ−リング軸２
２を介して田植装置２１側が左右にロ−リング自在にな
るよう取り付けられている。そして、この田植装置２１
を回動するロ−リング軸２２は、前記縦リンク１７ｃに
一体のロ−リングメタル２２ａに回動自在に挿通されて
いる。そして、このロ−リング軸２２に後述の田植装置
２１のフレ−ムを一部兼用する伝動ケ−スの左右中央部
を取付け、該田植装置２１が左右にロ−リング自在に構
成されている。また、前記縦リンク１７ｃの上側にはス
テ−２３を介して正逆回転するステッピングモ−タ２４
が設けられ、このモ−タ２４の正逆回転により左右両側
へ移動するピストンロッド２５を設けている。そして、
該ピストンロッド２５と前記田植装置２１に一体の突起
枠２０とをスプリング２６を介して連繋し、ピストンロ
ッド２５の左右方向の突出により田植装置２１のロ−リ
ング制御が行なわれる構造になっている。具体的な構成
は、田植装置の説明をするときに詳述する。

【０００８】この田植装置を簡単に説明すると、フレ−
ム兼用の伝動ケ−ス２７の前側が前記ロ−リング軸２２
に固着されてリンク機構に対してロ−リング自在に取付
けられている。この伝動ケ−ス２７の上側に苗供給台２
８が左右横移動自在に装着され、伝動ケ−ス２７の後方
に左右に所定間隔に離れて後方へ延びる植付部伝動ケ−
ス２９の後方側に植付装置３０が装着されている。

【０００９】植付装置３０は、回転ケ−ス３１に苗植付
爪３２を取り付けた苗植付具３３が回動されるように構
成され、前記苗植付爪３２が前記苗供給台２８側から苗
を分離保持して下方の圃場面に移植するよう上下方向に
植付軌跡を描く構成としている。３４は中央部接地フロ
−ト、３５は側部接地フロ−トであり、前記伝動ケ−ス
２７及び植付部伝動ケ−ス２９の下側方に所定の左右間
隔を設けて配設されている。そして、これらのフロ−ト
３４、３５の後方側は、次の通り前記伝動ケ−ス２９側
に取り付けられている。即ち、前記伝動ケ−ス２９に固
着されて横方向に突出する軸３６の回りに回動自在な筒
軸３７を設け、この筒軸３７に後方下方へ向かうア−ム
３８を固着し、該ア−ム３８に接地圧力で歪みその圧力
に比例の電気的信号送信する検出器３９（電気歪計）を
介して取り付けられた横方向に向かうピン４０を設け、
このピン４０にフロ−ト前部が上下にスイングできるよ
うに金具４１を介して枢着している。そして、検出器３
９は、例えば、ポテンショメ−タであってもよい。

【００１０】４６はコントロ−ラで、前記左右側の検出
器３９ａ、３９ｂからの電気信号を取り入れて前記ステ
ッピングモ−タ２４を制御する出力信号を送信するよう
構成されている。この制御回路は、第４図の通り、コン
トロ−ラ４６に左右の接地フロ−ト３５ａ、３５ｂに設
けた接地圧検出器３９ａ，３９ｂからの信号を入力し、
モ−タ２４の正逆回転の判断とその回転数を制御する出
力信号を送信する構成になっている。そして、このコン
トロ−ラ４６には、片側の検出器３９が異常信号を発す
る場合や全く信号を送信してこなくなった場合には、そ
れまで送信されていた信号から正常に送られてくる他方
側接地圧の信号に対応させた推定信号を発信させて、そ
れまで正常にロ−リング制御中の制御状態を具現するよ
う構成している。具体的には、コントロ−ラ中にメモリ
機能をもたせ、左フロ−ト側からの検出器３９ａからの
送信信号と右フロ−ト側からの検出器３９ｂからの送信
信号との関係を記憶させ、この記憶されたメモリから一
方側の信号が異常、あるいは断線による無信号になった
場合に片側からの正常信号のみで前記記憶されたメモリ
信号を取りだしてこの信号を使用して先に起こった制御
に類似したロ−リング制御を行なうように構成してい
る。

【００１１】また、このような異常あるいは断線等によ
る無信号状態になった場合には、操縦者がこれを認知で
きるよう注意信号表示が行われるよう構成されている。
４７がその表示灯である。４８は油圧切替弁で、伝動ケ
−ス２７の前側に突出させた突起杆５３と中央部接地フ
ロ−ト３４の前側との間に設けられ、このフロ−ト３４
が適正な接地圧の範囲から逸脱して、一定以上に押し上
げられると前記油圧シリンダ装置１９のピストン１９ｂ
を突出させて田植装置２１を上昇させ、逆に一定以上に
下降して機体側とフロ−トとの間隔が広くなりすぎると
ピストン１９ｂを引っ込めて田植装置２１を下降させる
ように構成している。

【００１２】上例の構成による作用を説明する。田植作
業中において、水田深さが変動して表土面からの走行車
体１側の高さが変化するとき、油圧シリンダ装置１９で
作動される昇降リンク機構１７を介して装着された田植
装置２１側の下部に取り付けた各接地フロ−ト３４、３
５、３５の接地圧が変化する。そして、中央部接地フロ
−ト３４の前側が、この接地圧変化で上下動することに
なる。

【００１３】このため、油圧切替弁４８が切替られ、油
圧シリンダ装置１９が作動されて田植装置２１側を自動
的に昇降制御する。即ち、水田の耕盤が深くなると田植
装置２１を上昇させ、逆に、浅くなると下降させる。こ
のようにして中央部接地フロ−ト３４の接地圧が苗植付
け作業に適正な状態に保持される。しかるに、走行車体
１が左右方向の耕盤変化で傾く場合や、左右に並ぶ複数
の苗供給台２８上の苗の量が変動して田植装置２１自体
の左右側重量が変化する場合には、左右側の側部接地フ
ロ−ト３５ａ、３５ｂの接地圧が変化し、接地圧差が生
じる。特に、該整地フロ−ト３５の外側の後部側を枢支
するピン４０にかかる力が変動するから、その接地圧力
が左右の検出器３９ａ，３９ｂで測定され、その左右側
の電気信号をコントロ−ラ４６に送信される。

【００１４】そして、この両フロ−ト３５ａ、３５ｂ側
の接地圧検出の電気信号が該コントロ−ラ４６で比較さ
れて適宜処理された信号がロ−リング制御用の前記ステ
ッピングモ−タ２４を作動制御する。即ち、左側のフロ
−ト３５ａと右側のフロ−ト３５ｂの接地圧力に一定以
上の差異が生じた場合、この接地圧差を解消させる方向
にステッピングモ−タ２４が回転されて常に左右のフロ
−ト３５ａ、３５ｂの接地圧力が一定範囲内に収まるよ
うにロ−リング制御する。

【００１５】このような制御状態が行なわれながら田植
作業がおこなわれるが、この作業中において、ロ−リン
グ制御中の検出器３９ａ，３９ｂから送信されている検
出信号とそのロ−リング出力信号とがコントロ−ラ４６
のメモリ機能部分で常時記憶され、一定の周期毎にその
メモリデ−タが書き替えられている。そして、上記の正
常作業時では、左右側からの接地圧検出信号によりロ−
リング制御が行なわれているが、不測な自体で検出器の
一方がこわれて異常な信号を発したり、断線する等して
片側の信号が送信されない事態が起こると、操縦者にこ
れを表示灯４７で知らせると共に、一方側の正常な信号
から、記憶されているそれまでのデ−タを参考にした仮
定のロ−リング制御信号に自動的に切り替わってロ−リ
ング制御が実施されることになる。

【００１６】したがって、不測な事態が発生してもやや
精度は低下するがロ−リング制御が行なわれ、極めて異
常なロ−リング制御が行なわれるような事態を防止する
ことができる。この制御のフロ−チャ−トを第５図で開
示し、作用状態説明の一助とする。次に、別の実施例に
ついて参考のために説明する。

【００１７】第６図の制御回路と第７図のフロ−チャ−
ト図で示したものは、片側の検出器３９からの信号が異
常あるいは無信号になった場合、左右の接地フロ−ト３
５ａ，３５ｂによる接地圧が無負荷時の場合と最大の接
地圧になった場合との平均値を制御用の信号として使用
してロ−リング制御する場合である。この場合は、制御
信号が単純になり制御部を安価にできて、作業を中止せ
ずに継続できる。

【００１８】第８図の制御回路と第９図のフロ−チャ−
ト図で示したものは、作業機としての田植装置２１側の
適所に左右水平センサ−を設け、この田植装置２１側が
所定範囲以上に左あるいは右側に傾いた場合にステッピ
ングモ−タ２４を作動して左右水平状態に復帰させるよ
うにロ−リング制御ならしめる場合の実施例であり、こ
のような制御形態において、コントロ−ラ４６ａに制御
用の傾き調整記憶スイッチ４９からのデジタル信号と傾
き調整ダイヤル５０からアナログ信号をインタ−フェ−
スを介して入力させると共に、コントロ−ラ中に持たせ
たメモリと不揮発メモリとを記憶ならしめている。そし
て、傾き調整ダイヤル５０側が不測に破損したり異常を
きたした場合には不揮発メモリを読みだして、これによ
りロ−リング制御ならしめる。尚、この調整ダイヤル５
０による基準値の調整をすることで制御の精度を変えた
り、感度を変えることができ、場合によっっては、左側
あるいは右側へ傾けた状態を基準にしたロ−リング制御
を行なうことができる。

【００１９】第１０図の制御回路と第１１図のフロ−チ
ャ−ト図で示したものは、傾き設定目標値と実測値との
差異をアナログセンサ−５１で読み、設定目標値になる
ようにロ−リング制御を行なうものにおいて、アナログ
センサ−５１による検出値を田植機の作業速度の速い、
遅いにより補正して制御ならしめるようにしたものであ
る。このようにすることで、ロ−リングの応答性を作業
速度に合わせることができて高い精度のロ−リング制御
をすることができる。即ち、ＰＩＤ方式の、出力信号値
＝比例部分＋積分部分＋微分部分によって算出するもの
を使用する。

【００２０】制御回路は、走行車体の車速検出器５２か
らのパルス信号と田植装置２１側の傾き基準を調整する
傾き調整ダイヤル５０からの信号と左右フロ−ト３５
ａ，３５ｂ側の接地圧検出器３９ａ，３９ｂ側からの信
号をアナログセンサ−５１で演算調整してコントロ−ラ
４６ｂに送信して、これらの信号から出力信号を出させ
てロ−リング制御をしている。

【００２１】第１２図の制御回路と第１３図のフロ−チ
ャ−ト図で示したものは、田植装置装置２１を上昇状態
を検出する上昇位置スイッチ５３のオン、オフ状態にお
ける左右フロ−ト３５ａ，３５ｂからの接地圧を検出す
る検出器によるアナログ変換値を不揮発メモリに書き込
み、これをロ−リング制御の基準値（無負荷時の検出器
によるアナログ変換値）とした制御機構において、この
基準値が制御中において負荷状態になっているとき、検
出器の異常と判断して当該基準値の書替えを更新させな
いようにしてある制御の実施例である。

【００２２】また、第１４図のフロ−チャ−トで示した
通り、検出器側からの信号が送られない断線時のような
場合にも、不揮発メモリへの書替えを行なわないで、以
前にメモリした不揮発メモリを使用したロ−リング制御
を行なうようにしている。第１２図の制御回路と第１５
図のフロ−チャ−ト図で示したものは、前記第１２図及
び第１３図の実施例において、不揮発メモリへの書き込
みを一定の時間幅間に限り書き込むように制限して、書
き込み回数を少なくして不揮発メモリの破壊を防止せん
とするものである。特に、第１６図のにおける上昇状態
における規程時間幅ｔ１の工程時にチャタリングを起し
ているような場合には一度だけの書き込みしか行なわな
いようにする。

【００２３】第１７図の制御回路図と第１８図のフロ−
チャ−ト図で示したものは、各検出器からコントロ−ラ
４６ｃに送信する部分に断線があっても、これを断線認
定する判断チェックを行なわないで、田植装置２１を上
昇後に下降させたその時点からの制御を行なうようにし
た実施例である。即ち、コントロ−ラのチェックを各入
力時点でチェックをかけているチェック作動状態時にお
いては、断線判断を行なわないで、田植装置２１を上昇
させた状態から一旦下降して作業状態になった時点でリ
セットする構成とし、断線判断の誤認防止をする構成と
したものである。

【００２４】第５図の制御回路図と第１９図のフロ−チ
ャ−ト図で示したものは、左右の接地フロ−ト３５ａ，
３５ｂ側の接地圧検出器３９ａ，３９ｂの送信信号を比
較してバランスが略同一になるようにロ−リング制御を
行なうが、この場合に、左側の接地フロ−ト３５ａまた
は右側の接地フロ−ト３５ｂにおける検出器３９ａある
いは検出器３９ｂ側からの検出値が予め記憶させた規定
値α，βを越える場合は、この規定値をオ−バする間、
一時的に検出値を一定値に抑えてその側のロ−リング出
力を停止するように構成する。このことにより、無理な
ロ−リング制御を防止して作動機構等の破損をなくす実
施例である。

【００２５】第２０図で示したフロ−チャ−ト図は、制
御図は第５図と見かけ状は同じであり、この実施例は、
作業中の過去において左側または右側ロ−リングの出力
中、一定時間内（実際上は数秒間）の左側および右側方
向の出力をコントロ−ラ内にメモリさせておき、その左
方向の回数と右方向の回数を基準に、現状の制御時の回
数が、以前と大きく異なるときは、これをノイズ信号検
出とみなして、一時的にカットする実施例であり、作業
性の向上をこの実施例によって図ることができる。

【００２６】

【発明の作用効果】この発明によれば、左右外側に位置
する側部整地フロ−トに加わる接地圧の変化を検出し
て、この左右の信号をコントロ−ラ内で比較してロ−リ
ング制御させるものでありながら、この左右検出器から
送信される信号が異常であることを検出判断するとき、
コントロ−ラ内に蓄えた以前の制御用メモリのデ−タを
利用してバックアップ体系のロ−リングを行ない、制御
不能というような不測な事態を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】側面図

【図２】要部の側面図

【図３】要部の背面図

【図４】制御回路図

【図５】フロ−チャ−ト図

【図６】制御回路図

【図７】フロ−チャ−ト図

【図８】制御回路図

【図９】フロ−チャ−ト図

【図１０】制御回路図

【図１１】フロ−チャ−ト図

【図１２】制御回路図

【図１３】フロ−チャ−ト図

【図１４】フロ−チャ−ト図

【図１５】フロ−チャ−ト図

【図１６】オンタイム作動説明図

【図１７】制御回路図

【図１８】フロ−チャ−ト図

【図１９】制御回路図

【図２０】フロ−チャ−ト図

【符号の説明】

１ 走行車体 ２１ 田植装置 ３４ 中央部接地フロ−ト ３５ 側部接地フロ−ト ３９ 検出器 ４６ コントロ−ラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗用型の走行車体１の後部に、下部側に
   水田圃場の表土面上を滑走する中央部接地フロ−ト３４
   及びその左右側に所定の間隔を設けて左右一対の側部接
   地フロ−ト３５を装備する田植装置２１を、ピッチング
   並びにロ−リング可能な連動機構を介して装着し、この
   ピッチング作動を前記中央部接地フロ−ト３４の上下動
   により制御し、一方ロ−リング作動を前記左右の側部接
   地フロ−ト３５に加わる表土面側からの接地圧を適宜な
   検出器３９により検出し、この検出信号をコントロ−ラ
   ４６に送信して比較演算にてロ−リング出力信号を発信
   してロ−リング制御して前記田植装置側を姿勢制御する
   乗用型田植機において、前記左右の側部接地フロ−ト側
   の各接地圧検出器３９ａ，３９ｂ側からの検出信号のう
   ち、片側の接地圧検出器からの検出信号が異常あるいは
   短絡したとき、他方の正常な検出信号を送る接地圧検出
   器側からの信号から他方側の側部接地フロ−ト３５に加
   わる推定検出信号を、予めメモリしていた基準デ−タを
   基に前記コントロ−ラ４６により算定した出力信号でロ
   −リング制御してなる乗用型田植機における姿勢制御装
   置。