JPH0825A - 農作業機における作業機昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 作業機の昇降操作をポジションレバ−による
作動操作と、自動的に検出器からの信号によって制御す
るように設けた構成にする場合、この自動制御の初期に
おいて誤った制御が行われないようにする。 【構成】 操作レバ−の操作領域の定位置を境にしてそ
の下降側操作領域では作業機側に設けた接地圧検出器あ
るいは高低検出器等による制御用検出信号により昇降制
御する制御モ−ドにより、また、前記定位置よりも上昇
側操作領域では前記操作レバ−の位置に応じたポジショ
ンレバ−モ−ドにより制御作動する構成となし、前記操
作レバ−を操作して作業機を上昇位置から下降すると
き、前記モ−ドの変更する定位置を通過後、ポジション
レバ−モ−ドから制御モ−ドに移行する所定の遅延時間
を設けた。

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、作業機と
しての田植機や播種機等を昇降可能に装着し、この作業
機を操作レバ−でその昇降高さをコントロ−ルする一
方、作業機側の制御用検出器からの信号により昇降制御
する農作業機の作業機昇降制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】従来、特開平４−５３４０３号公報及び特
開平３−４３００８号公報等に開示されている通り、走
行車体に田植機を昇降可能に装着し、この田植機の接地
圧センサ−によって当該田植機を自動的に昇降制御する
と共に、昇降操作レバ−によるポジションコントロ−ル
制御を行うものは公知であった。

【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、単に、作業機としての田植機を操作レバ−によ
りポジションコントロ−ルする手段と、田植機側の作業
状態を検出する検出器からの信号によって自動的に田植
機の昇降制御を実行させる技術手段が開示されており、
この制御モ−ドの切替り時における作業機のハンチング
振動等の問題点は何等解消されるものではなかった。

【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に、作業機２０を昇降自在に設け、操
縦位置側の近くに設けた昇降操作レバ−１４の操作に伴
い前記作業機２０を昇降するに、この操作レバ−１４の
操作領域の定位置Ｃを境にしてその下降側操作領域では
作業機側に設けた接地圧検出器あるいは高低検出器等に
よる制御用検出信号により昇降制御する制御モ−ドによ
り、また、前記定位置Ｃよりも上昇側操作領域では前記
操作レバ−１４の位置に応じたポジションレバ−モ−ド
により制御作動する構成となし、前記操作レバ−１４を
操作して作業機２０を上昇位置から下降するとき、前記
モ−ドの変更する定位置Ｃを通過後、ポジションレバ−
モ−ドから制御モ−ドに移行する所定の遅延時間を設け
たことを特徴とする農作業機における作業機の昇降制御
装置とした。

【０００５】

【実施例】この発明の一実施例として乗用型田植機を図
示し、これに基づきこの発明の概要を詳述する。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を配設している。１４は作業機の昇降及び
作業機側の動力伝達を操作する操作レバ−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。１
５は搭乗フロア−を示す。１６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】２０は作業機としての田植機で、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２１を介して田植機体側が左右にロ−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
機２０を回動するロ−リング軸２１は、前記縦リンク１
７ｃに一体の前記ヒッチ１８のメタル２２に回動自在に
挿通されている。そして、このロ−リング軸２１に後述
の田植機体側のフレ−ムを一部兼用する伝動ケ−ス２３
の左右中央部を取付け、該田植機２０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−２４を介して正逆回転するステッピング
モ−タ２５が設けられ、このモ−タ２５の正逆回転によ
り左右両側へ移動する電動シリンダ−装置２６のピスト
ン２６ａを設けている。そして、該ピストン２６ａと前
記田植機２０に一体の突起枠２７とをスプリング２８を
介して連繋し、ピストン２６ａの左右方向の突出により
田植機２０のロ−リング制御が行なわれる構造になって
いる。

【０００８】この田植機２０を簡単に説明すると、フレ
−ム兼用の伝動ケ−ス２３の前側が前記ロ−リング軸２
１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２３の上側に苗供給台
２９が左右横移動自在に装着され、伝動ケ−ス２３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３０の後方側に植付装置３１が装着されている。

【０００９】植付装置３１は、回転ケ−ス３２に苗植付
爪３３を有する苗植付具３４が回動されるように構成さ
れ、前記苗植付爪３３が前記苗供給台２９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。３５は中央整地フロ−ト、
３６ａ，３６ｂは夫々左右側に位置する側部整地フロ−
トであり、前記伝動ケ−ス２３及び植付部伝動ケ−ス３
０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３５、３６の後方側は、次の
通り前記伝動ケ−ス３０側に取り付けられている。即
ち、前記伝動ケ−ス３０に固着されて横方向に突出する
軸３７の回りに回動自在な筒軸３８を設け、この筒軸３
８に後方下方へ向かうア−ム３９を固着し、該ア−ム３
９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４０（電気歪計）を介して取り付けられた横方
向に向かうピン４１を設け、このピン４１にフロ−ト前
部が上下にスイングできるように枢着している。そし
て、検出器４０は、例えば、ポテンシォメ−タであって
もよい。

【００１０】この検出器４０は、前記各フロ−トの後部
取付部に夫々設けられ、中央整地フロ−トの検出器４０
ａ，左側部整地フロ−トの検出器４０ｂ及び右側部整地
フロ−トの検出器４０ｃになっている。また、前記中央
整地フロ−ト３５の前側は、伝動ケ−ス２３に固着して
前方へ突出させた突起枠４２に拡縮リンク４３を介して
取り付けられ、左右の側部整地フロ−ト３６ａ，３６ｂ
の前側は、前記突起枠４２から左右側に延びる横枠４４
に取り付けられたポテンシォメ−タ４５ａ，４５ｂがロ
ッド４６、ア−ム４７を介してフロ−トの上下動に応じ
て作動されるように構成している。即ち、フロ−ト前部
の向い角の変動をポテンシォメ−タが検出するように構
成している。

【００１１】４８は油圧切替弁で、前記突起枠４２に取
り付けられ、前述の油圧シリンダ−装置１９の作動制御
を司るものであって、この弁は電磁切替弁になってい
て、後述のコントロ−ラからの指令信号に基づいて切替
られる構成になっている。油圧回路図中の符号、４９は
油圧タンク、５０は油圧ポンプ、５１はリリ−フ弁を示
す。

【００１２】５２はコントロ−ラで、前記検出器４０
ａ，４０ｂ，４０ｃからの検出測定信号を受け入れて、
この各信号のデ−タ処理を行い油圧切替弁４８を切替制
御するようになっている。コントロ−ラ５２によるデ−
タ処理については、例えば、各検出器からの測定信号を
平均して、その平均値に基づく制御信号を送信する場合
とか、中央整地フロ−ト３５の検出器４０ａの測定値を
メイン信号として、他の側部整地フロ−ト３６ａ，３６
ｂ側の検出器４０ｂ，４０ｃの信号をサブ的な補正信号
としてデ−タ処理を行う等の適宜な処理である。

【００１３】また、コントロ−ラ５２にデ−タのメモリ
回路を設け、作業中において所定時間毎の検出信号を複
数回メモリし、現時点以前にメモリしたデ−タと、現時
点の測定デ−タとを平均し、この平均処理したデ−タに
基づいて切替弁４８を制御する信号を送信するように構
成してもよい。また、この各検出器４０による検出信号
のうち、明らかに異常な測定信号についてはオミットす
る処理も含む。

【００１４】また、このコントロ−ラ５２は、ロ−リン
グ制御用のデ−タ処理機能も有しており、前記ポテンシ
ォメ−タ４５ａ，４６による検出信号を受け入れて前記
ステッピングモ−タ２５を回転制御するように構成して
いる。即ち、田植機２０が左右方向に傾くと、水田の表
度面が略水平である場合、左右側の整地フロ−ト３６
ａ，３６ｂの前側の上下高さに差ができる。この上下高
さがポテンシォメ−タ４５ａ，４５ｂで検出されてその
信号がコントロ−ラ５２へ送信される。このコントロ−
ラ５２により前記信号の大きさを比較演算して、かつ、
前記の接地圧の検出器４０ａ，４０ｂ，４０ｃの検出圧
力をみながら前記両ポテンシォメ−タ４５ａ，４５ｂか
らの検出信号差が一定範囲以内に収まるようピッチング
モ−タ２５を正、逆選択回転させる。前記検出器４０ａ
の検出値が標準であり、この標準値に検出器４０ｂある
いは検出器４０ｃが近づく方向に田植機２０が昇降制御
されながら前記のロ−リング制御が行われることにな
る。

【００１５】そして、この植付中の自動昇降制御モ−ド
は、前記操作レバ−１４の操作領域によって設定されて
いる。即ち、この操作レバ−１４は、その操作位置で田
植機２０の昇降高さを設定できるポジションレバ−機能
を有する構成になっている。具体的には、前記昇降リン
ク１７の作動角度を検出するポテンシォメ−タ５３から
の検出信号と操作レバ−１４の操作位置を検出するポテ
ンシォメ−タ５４からの検出信号とを前記コントロ−ラ
５２へ送信し、この両検出器であるポテンシォメ−タか
らの送信信号値を比較演算させて、操作レバ−１４側の
検出信号値側を基準とした前記電磁油圧切替弁４８の切
替制御を行うように構成している。即ち、この操作レバ
−１４側のポテンシォメ−タ５４による検出値に、ポテ
ンシォメ−タ５３による検出値が一致する時点で切替弁
４８が中立に復帰して昇降作動が停止するように構成し
ている。

【００１６】そして、前記操作レバ−１４の昇降操作領
域中における定位置Ｃを検出する位置検出器５５を設
け、このＣ点から操作レバ−１４が田植機下降側にある
ときには、前記自動昇降制御モ−ドに切り変わり、逆
に、Ｃ点よりも田植機上昇側にあるときはポジションレ
バ−モ−ド側に切り変わるよう検出器５５からコントロ
−ラ５２へ信号を送信する構成にしている。即ち、操作
レバ−１４を田植機上昇位置から下降位置側に操作する
場合に、Ｃ点までは操作レバ−１４位置に相当するとこ
ろで田植機２０を任意に停止できてその高さに設定でき
るけれども、Ｃ点を越えて下降させると、自動的に自動
制御モ−ドに切り変わって操作レバ−１４側の操作では
制御できず、検出器４０側からの制御信号によって苗植
付昇降制御になるよう構成している。尚、このＣ点の基
準位置は、自由に設定変更可能に構成し、圃場の深さに
応じてモ−ド切り変わり位置をセットできるように構成
している。

【００１７】また、別の実施例のように、基準位置のＣ
点を圃場の深さを検出する深さ検出器５６からの検出信
号により、中央整地フロ−ト３５が圃場表面に接地する
高さよりも若干高い位置に自動セットするようステッピ
ングモ−タ５７による電動シリンダ−５８で位置検出器
５５を作動調節する構成としてもよく、この場合には、
無闇に自動制御モ−ドの幅が広がらないで効率の良い作
業を実現させることが可能になる。

【００１８】上記実施例のポジションレバ−モ−ドから
自動制御モ−ドに定点Ｃで自動的に切り変る場合、コン
トロ−ラ中のタイマ−回路により、一定時間遅延させて
切り変るように構成する。上例の構成による作用を説明
する。田植作業中において、操作レバ−１４で田植機２
０を下降側に操作するとき、Ｃ点から上昇側の操作位置
では、このレバ−１４の操作位置で田植機２０が昇降制
御されて適正な位置に停止できる。したがって、旋回時
のような場合には、田植機２０を無闇に上昇させないよ
うに操作レバ−１４をＣ点を過ぎたところで止めて上昇
させることが可能である。しかるに、このＣ点位置では
植付クラッチは少なくとも「切断」された位置であるよ
うに構成していることは言うに及ばない。

【００１９】次に、このＣ点よりも下降するレバ−１４
の位置に操作するとき、該レバ−１４がＣ点を通過後、
極く短い時間遅れてポジションレバ−モ−ドから制御モ
−ドに自動的に切り替わり、田植機側は、検出器４０
ａ，４０ｂ，４０ｃによる接地圧検出信号に基づいた昇
降制御が行われる。即ち、各検出器４０からの測定値が
コントロ−ラ５２で演算処理されて、電磁切替弁４８を
切替る指令信号がコントロ−ラ５２から送信され、該切
替弁４８が切替えられて田植機２０を昇降制御すること
になる。即ち、接地圧が一般に所定範囲圧以上に高くな
るときは田植機２０を上昇すべく信号が出され、逆に、
低いときには下降信号が出されることになる。そして、
上記、ポジションレバ−モ−ドから制御モ−ドに切り変
える操作レバ−１４がＣ点を通過する場合、少し時間が
遅れて実質的にモ−ドの切り替わりが起るから、各フロ
−トによる検出信号が即時に制御信号として使用されな
いで、安定状態になってから自動制御が行われることに
なり、誤った制御、特に、制御初期におけるハンチング
昇降が少なくなり安定した自動昇降制御を作業初期から
行える。したがって、田植作業の苗植付深さが植付初期
で変動することが少なくなる。

【００２０】また、作業中に田植機２０が左右に傾くこ
とがあると、この傾きによる高さが左右の側部フロ−ト
３６ａ，３６ｂの前側位置の上下変動を検出するポテン
シオメ−タ４５ａ，４５ｂで検出されて、コントロ−ラ
５２へ送信され、該コントロ−ラ５２で演算されて傾き
補正指令信号がだされ、ステッピングモ−タ２５が作動
されて電動シリンダ−２６のピストン２６ａを介して田
植機２０の左右傾きが補正されることになる。

【００２１】上述の昇降制御を行うコントロ−ラ５２の
制御信号演算手段について、別の実施例をここで詳細に
説明する。その第１実施例の手段は、制御中のフロ−ト
で受ける接地圧、即ち、検出器４０ａ，４０ｂ，４０ｃ
でそれぞれ検出される検出値の平均値を、例えば所定時
間毎に５回検出させて、この５回の検出値をメモリして
そのデ−タの最初のメモリ値を新しく検出した値に置き
換えながら制御信号を演算する手法とする。具体的にこ
れを説明すると、作業開始時から第１回の各検出器４０
ａ，４０ｂ，４０ｃで検出した接地圧から送られた検出
値の演算値をα１、１秒後の同じ演算値をα２、更に１
秒後の同じ演算値をα３以下同じα４、α５とすると、
最初の制御信号はこのα１〜α５の平均値、即ち、（α
１＋α２＋α３＋α４＋α５）／５の制御信号値で制御
する。そして、次の第２回目の信号値は、最初のα１を
消去して新しく検出する制御信号の平均値であるα６を
記入し、（α２＋α３＋α４＋α５＋α６）／５の制御
信号値で制御する。このようにして、次々と１秒毎に制
御信号を電磁切替弁４８に送信して制御するが、この場
合、最初の作業開始時の制御信号は、４秒後でないと信
号が発せられない問題点を残すことになる。また、この
５回の平均値が異常信号の記入等で誤った制御信号値に
なると、これが後々まで尾を引き、誤った制御が何回か
起る場合がある。これを防ぐために、このよな異常値に
なったり、作業機２０を旋回時等で一定以上に上昇させ
た場合には、３フロ−トによる接地圧検出値の平均値を
標準的な値、βに置き換えて記憶し、この値を基準に制
御するようにバッファリングする。即ち、旋回後の記憶
制御値は、（β＋β＋β＋β＋β）／５であり、第１回
目の制御値は、（β＋β＋β＋β＋α１）／５、第２回
目は（β＋β＋β＋α１＋α２）／５、のようにした制
御信号値にすれば、常に、大きくずれた制御がなくな
り、誤った制御をなくすることができる。尚、この３フ
ロ−トに設けた検出器による平均検出値が異常である場
合、即ち、一定の範囲から逸脱した場合には、これをβ
値にバッファリングさせる手段を設けると制御の精度を
一層向上できる。この手段のフロ−チャ−ト図は、第８
図で、その制御ブロック図は第９図による。

【００２２】第２の手段は、先に簡単に述べた通り、作
業中において所定時間毎の検出信号を複数回メモリし、
現時点以前にメモリしたデ−タと、現時点の測定デ−タ
とを平均し、この平均処理したデ−タに基づいて制御信
号を出す手段であるが、これを数式で記載すると、制御
信号は、Ｖ＝［（Ｖｉ−1）＋（Ｖｉ−2）＋・・・（Ｖ
ｉ−n）／ｎ＋Ｖｉ／２］となる。

【００２３】このような制御値の演算手段は、昇降制御
だけでなく、ロ−リング制御手段にも利用でき、この手
段によると、検出値のノイズを緩和できて安定した制御
を行うことが可能になる。この手段のフロ−チャ−ト図
は、第１０図で、その制御ブロック図は第１１図によ
る。次に、昇降制御、ロ−リング制御をする場合、その
作業中の異常情報は、不揮発性メモリとして記憶してお
けば、最近のマイコンチェッカ−によってその異常原因
を極めて容易に知ることができて、修理が容易になる。
したがって、最近ではこの不揮発性メモリ−手段とチェ
ッカ−との組合せによる異常検出発見手段が多くの作業
機に取り入れられている。しかし、このメモリの情報
は、修理完了時点ではクリアしておかなければ次の新た
な異常を検出できなくなる。そこで、この消去（クリ
ア）を、修理完了後に電源を「入」とし、次の作業開始
後に行うようにすれば、消し忘れが防止でき、しかも、
最後まで異常情報がメモリされているため、再修理も次
の作業時まで行うことができ、極めて便利になる。この
手段のフロ−チャ−ト図は、第１２図で、その制御ブロ
ック図は第１３図による。

【００２４】次に、ロ−リングの異常時における検出制
御を述べておく、ロ−リング制御は、先に述べたとお
り、左右の検出値の差が、常に、一定許容範囲にあるか
否かを検出して、その許範囲内に収まるように制御する
が、この場合、一定時間、即ち制御に要する時間以上経
過しても、その許容範囲内に復帰しない場合、これを異
常と認識して作業者に報知させる手段を設けると便利で
ある。この手段のフロ−チャ−ト図は、第１４図で、そ
の制御ブロック図は第１５図による。

【００２５】

【発明の作用効果】この発明によれば、作業機を下降操
作して作業を開始するとき、自動制御が作業開始当初か
ら実施されないで、安定される時期を見計らって行われ
るから、作業初期の作業機の振動や誤った制御を無くす
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】側面図

【図２】要部の正断面図

【図３】制御回路図

【図４】要部の制御回路を含む説明図

【図５】別例の要部の制御回路図

【図６】フロ−チャ−ト図

【図７】簡略制御回路図

【図８】別例のフロ−チャ−ト図

【図９】第８図における制御回路図

【図1０】別例のフロ−チャ−ト図

【図１１】第１０図における制御回路図

【図１２】別例のフロ−チャ−ト図

【図１３】第１２図における制御回路図

【図１４】別例のフロ−チャ−ト図

【図１５】第１４図における制御回路図

【符号の説明】

１ 走行車体 １４ 昇降操作レバ− ２０ 作業機 Ｃ 定位置点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 乗用型の走行車体１に、作業機２０を昇
   降自在に設け、操縦位置側の近くに設けた昇降操作レバ
   −１４の操作に伴い前記作業機２０を昇降するに、この
   操作レバ−１４の操作領域の定位置Ｃを境にしてその下
   降側操作領域では作業機側に設けた接地圧検出器あるい
   は高低検出器等による制御用検出信号により昇降制御す
   る制御モ−ドにより、また、前記定位置Ｃよりも上昇側
   操作領域では前記操作レバ−１４の位置に応じたポジシ
   ョンレバ−モ−ドにより制御作動する構成となし、前記
   操作レバ−１４を操作して作業機２０を上昇位置から下
   降するとき、前記モ−ドの変更する定位置Ｃを通過後、
   ポジションレバ−モ−ドから制御モ−ドに移行する所定
   の遅延時間を設けたことを特徴とする農作業機における
   作業機の昇降制御装置。