JPH1175466A - コンバイン等の刈高制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンバイン等において、刈取装置の刈高さ調節
のための昇降量又は昇降速度を、機体の傾斜状態に応じ
て素早く追従調節可能とする。 【解決手段】土壌面に対して機体１の傾斜状態を検出可
能な傾斜検出手段２と、刈取装置３による刈高さを検出
可能な刈高検出手段４と、この両検出手段２，４の検出
値により刈取装置３を昇降して自動的に刈高さを調節制
御可能なコントローラ５とを有するコンバイン等におい
て、該傾斜検出手段２による機体１の傾斜状態の検出値
から算出した傾斜変化率により、刈取装置３の昇降量又
は昇降速度を傾斜状態に応じ素早く追従調整して刈高さ
を適正位置に調節制御することを特徴とする刈高制御装
置の構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、コンバイン等の
刈高制御装置に関し、機体の傾斜状態の検出値に応じて
刈高さ調節時の刈取装置の昇降条件を変更するもの等の
分野に属する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】従
来、コンバイン等により収穫作業を行うとき、作業速度
や圃場条件（土壌面の軟弱度合や凹凸度合等）により機
体が傾斜するため、この機体の傾斜状態に応じて刈高検
出手段により、刈取装置を適正な刈高さ位置に昇降調節
する形態のものが一般的であるが、このような刈高さの
調節制御時に、機体の傾斜量の大小又は傾斜速度の緩急
等によって、刈取装置の昇降量に過不足を生じたり又は
昇降速度が遅れたりして、刈高さが安定せずに刈取性能
に支障を来し、最悪の場合には刈取装置が土壌面に突っ
込んで損傷する等の不具合が生じていた。

【０００３】そこでこの発明は、刈取装置の刈高さ調節
時に機体の傾斜状態に応じ、刈取装置の昇降量又は昇降
速度を調整して刈高さを適正位置に調節制御する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、土壌面に対
して機体１の傾斜状態を検出可能な傾斜検出手段２と、
刈取装置３による刈高さを検出可能な刈高検出手段４
と、この両検出手段２，４の検出値により刈取装置３を
昇降して自動的に刈高さを調節制御可能なコントローラ
５とを有するコンバイン等において、該傾斜検出手段２
による機体１の傾斜状態の検出値から算出した傾斜変化
率により、刈取装置３の昇降量又は昇降速度を傾斜状態
に応じ素早く追従調整して刈高さを適正位置に調節制御
することを特徴とする刈高制御装置の構成とする。

【０００５】

【作用】上記の構成により、コンバイン等により収穫作
業を行うとき、走行速度や土壌面の軟弱度合及び凹凸度
合等の圃場条件に応じて機体１の傾斜する傾斜量が大小
に変化するため、この傾斜量を、例えば静電容量等によ
り検出する傾斜検出手段２によって検出し、この検出値
から算出した傾斜変化率（例えば傾斜状態の微分係数
等）を求め、この傾斜変化率と、刈取装置３の刈高さを
超音波等により検出する刈高検出手段４で検出した検出
値とを、コントローラ５に送って演算処理を行い、この
処理により刈取装置３を昇降させる昇降量又は昇降速度
を傾斜状態に応じ素早く追従調整して、刈高さを所定の
適正位置に的確且つ敏速に調節制御することができる。

【０００６】

【発明の効果】上記作用の如く、コンバイン等の収穫作
業において、走行速度や圃場条件に応じて変化する機体
１の傾斜量を検出し、この検出値から算出した傾斜変化
率によって、刈取装置３の昇降量又は昇降速度を傾斜状
態に応じて素早く追従調整させる刈高さ調節の追従性に
優れているから、従来の如く、機体の傾斜量の大小又は
傾斜速度の緩急等によって、刈取装置の昇降量に過不足
を生じたり又は昇降速度が遅れたりして、刈高さが安定
せずに刈取性能に支障を来し、最悪の場合には刈取装置
が土壌面に突っ込んで損傷する等の不具合を防止して、
刈高さを所定の適正位置にオペレータを煩わすことなく
自動的に的確且つ敏速に調節制御しうるものである。

【０００７】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づき説
明する。図１はコンバインの全体構成を示すもので、コ
ンバインの走行フレーム６の下部側に土壌面を走行する
左右一対の走行クロ−ラ７を張設した走行装置８を配設
すると共に、該走行フレーム６上にフィ−ドチェン９に
挟持搬送して供給される刈取り穀稈を脱穀し、この脱穀
された穀粒を選別回収して一時貯留するグレンタンク１
０と、この貯留した穀粒を機外へ排出する排穀オーガ１
０ａとを備えた脱穀装置１１を載置構成している。

【０００８】該脱穀装置１１の前方に、その前端側から
植立穀稈を分草する分草体１２と、分草された穀稈を引
き起こす引起部１３と、引き起こされた穀稈を刈り取る
刈刃部１４と、この刈り取られた穀稈を後方側へ搬送し
ながら横倒れ姿勢に変更して該フィ−ドチェン９へ受渡
しする穀稈搬送部１５等を有する刈取装置３を、刈取支
軸１６を回動中心として油圧駆動による昇降シリンダ１
６ａにより土壌面に対し昇降自在に作用するよう構成し
ている。

【０００９】該分草体１２の後部側に、超音波を発射し
その反射波を受けて刈取り穀稈の刈高さを検出する刈高
検出手段としての刈高センサ４を土壌面に向け装着する
と共に、この刈高センサ４の検出により、刈取装置３の
刈高さを所定の適正位置に調節制御させる刈高制御スイ
ッチ１７を設けて構成している。該刈取装置３の一側に
コンバインの操作制御を行う操作装置１８と、この操作
のための操作席１９とを設け、この操作席１９の下方側
にはエンジン２０を搭載し、後方側には前記グレンタン
ク１０を配置すると共に、操作装置１８と操作席１９と
を覆うキャビン２１を設けて構成している。これらの走
行装置８，脱穀装置１１，刈取装置３，操作装置１８，
エンジン２０等によってコンバインの機体１を構成させ
ている。

【００１０】前記走行フレーム６の中央側左右位置に縦
方向に固着した左右の縦フレ−ム２２と、この左右の縦
フレーム２２の外側下方に略並行に左右の転輪フレーム
２３を接合配設し、この左右の転輪フレーム２３の後端
部上側に、各々左右の後部転輪２４を回動可能に軸支す
る後部転輪受２４ａを前後調節可能に後方に向け支持す
ると共に、該左右の転輪フレーム２３の外側面下部側に
各々所定の間隔をおいて複数個の接地転輪２５を遊転自
在に軸支して構成する。

【００１１】これらの左右の後部転輪２４及び複数個の
接地転輪２５と、走行フレーム６の前端部に装架した走
行用ミッションケ−ス２６から動力を伝達する駆動輪２
７とに、前記左右の走行クロ−ラ７を各々巻掛け張設し
た構成とする。２５ａは補助転輪を示す。該機体１の前
後傾斜状態を検出する、静電容量形式による傾斜検出手
段としての前後傾斜センサ２を該走行フレーム６の適宜
位置に配設すると共に、車速を検出する車速センサ２８
を該ミッションケース２６の伝動経路に配設する。

【００１２】図２に示す如く、ＣＰＵを主体として自動
回路の演算制御を行うと共に、機体１の傾斜状態の検出
値により刈取装置３の刈高さの調節内容を演算するコン
トローラ５を設け、このコントローラ５の入力側へ、該
前後傾斜センサ２，車速センサ２８と前記刈高センサ
４，刈高制御スイッチ１７とを各々接続すると共に、そ
の出力側へ、前記昇降シリンダ１６を作動させる刈取昇
降電磁弁２９を接続して構成させる。

【００１３】コンバインにおける収穫作業時に、圃場又
は圃場内の場所の違い等により土壌面の軟弱度合や凹凸
度合等が異なることと、更に走行速度の変速等によって
機体１の前後方向の傾斜量が大小に変化するため、この
ような状態において刈高制御スイッチ１７をＯＮして刈
取作業を行うときに、図３のフローチャートに示す如
く、まず前後傾斜センサ２により機体１の前後傾斜量を
検出し、この前又は後傾斜量によって、図４の線図に示
す如く傾斜変化率としての微分係数を求める。

【００１４】この微分係数から、図５の線図に示す如く
刈取装置３の昇降量又は昇降速度を算出し、傾斜変化率
が中立状態のときはリターンさせ、変化率が（＋）側の
ときは機体１が前傾斜していることになるから、刈取装
置３を昇降シリンダ１６の作動により所定の適正位置ま
で刈高センサ４の検出により上昇させると共に、変化率
が（−）側のときは機体１が後傾斜していることになる
から、刈取装置３を前記の処理に準じて下降させる。

【００１５】このように、刈取作業において機体１が前
後方向に傾斜するときは、この傾斜を前後傾斜センサ２
の検出値から求めた傾斜変化率と、刈高センサ４による
刈高さの検出値とをコントローラ５に送って演算制御を
行い、この処理により刈取装置３を昇降させる昇降量又
は昇降速度を傾斜状態に応じて素早く追従調整すること
が可能であるから、刈高さを所定の適正位置にオペレー
タを煩わすことなく自動的に的確且つ敏速に調節制御す
ることができる。

【００１６】また、上記と異なる実施例として、前記の
図１に示す如きコンバインにおける走行装置８を、ロー
リング制御とピッチング制御を可能とする構成に変更す
るもので、その構成内容を下記に説明する。（同一作用
のものは同一符号を付す）図６及び図７に示す如く、前
記走行フレーム６の左右の縦フレーム２２の前端下部に
設けた支持枠３０に各々ローリングメタル３１を固定す
ると共に、この左右のローリングメタル３１に回動可能
に軸支した前部ローリング軸３２に、各々上部アーム３
３ａと下部アーム３３ｂとを側面視く字状に軸止して前
部ローリングアーム３３を形成し、この左右の前部ロー
リングアーム３３の下部アーム３３ｂの下端部位置と、
左右の縦フレ−ム２２の外側下方に各々位置する前記左
右の転輪フレーム２３の前部側位置とを回動可能にピン
３４により連結構成する。

【００１７】該左右の縦フレ−ム２２の後側下部に各々
固定したピッチングメタル３５にピッチング軸３６を回
動可能に軸支し、このピッチング軸３６の左右側に各々
左右のピッチングアーム３７の一端部を軸止すると共
に、その他端部と平面視Ｈ字状の連結アーム３８の左右
側一端部とを回動可能にピン３９により連結構成する。
左右の後部ローリング軸４０に、各々上部アーム４１ａ
と下部アーム４１ｂとを側面視く字状に軸止して後部ロ
ーリングアーム４１を形成すると共に、該左右の後部ロ
ーリング軸４０の上部アーム４１ａと下部アーム４１ｂ
の間に挟んで該連結アーム３８の左右側他端部を各々回
動可能に軸支する。該左右の後部ローリングアーム４１
の下部アーム４１ｂの下端部位置と、該左右の転輪フレ
ーム２３の後部側位置とを回動可能にピン４２により連
結構成する。

【００１８】該右のピッチングアーム３７の他端部側を
上方へ延長し、その上端部と、油圧等によって伸縮作用
するピッチングシリンダ４３の可動側ピストン４３ａの
先端部とをピン連結すると共に、このピッチングシリン
ダ４３の固定側を右の縦フレ−ム２２の上側突起部に回
動可能にピン連結する。該左右の前部ローリングアーム
３３の上部アーム３３ａの上端部と、該左右の後部ロー
リングアーム４１の上部アーム４１ａの中間部とを各々
４点平行リンクを形成可能に左右の連結杆４４によって
回動可能にピン連結して構成する該左右の後部ローリン
グアーム４１の上部アーム４１ａを、連結杆４４の連結
位置より更に上方側へ延長し、その上端部と、油圧等に
よって伸縮作用する左右のローリングシリンダ４５の可
動側ピストン４５ａの先端部とをピン連結すると共に、
この左右のローリングシリンダ４５の固定側と、左右の
ピッチングアーム３７の他端部から突出させた突起部と
を、帯状の保持板４６により各々両側より挾む状態で回
動可能にピン連結し、この連結部をリンク４６ａを介し
て揺動可能に該左右の縦フレーム２２に各々連結構成す
る。

【００１９】該ピッチングシリンダ４３の伸縮ストロー
クを検出する前後ストロークセンサ４７を該シリンダ４
３に隣接して設け、このセンサ４７の作用アームとピッ
チングアーム３７の上端部近傍とをロット４７ａにより
連結すると共に、該左右のローリングシリンダ４５の伸
縮ストロークを検出する左右ストロークセンサ４８を該
左右のシリンダ４５上に設け、このセンサ４８の作用ア
ームと後部ローリングアーム４１の上端連結部とをロッ
ト４８ａにより各々連結して構成する。

【００２０】このように、該左右の前部及び後部ローリ
ングアーム３３，４１と、左右のローリングシリンダ４
５等の作用により、機体１を昇降又は左右傾斜させるロ
ーリング制御を行わせる左右水平機構と、該ピッチング
アーム３７とピッチングシリンダ４３等の作用により、
機体１を前後傾斜させるピッチング制御を行わせる前後
水平機構とを構成させる。

【００２１】前記左右の転輪フレーム２３の後端上部側
に、各々左右の後部転輪２４を回動可能に軸支する後部
転輪受２４ａを、前後調節可能に後方に向けて支持する
と共に、左右の転輪フレーム２３の外側面下部側に、各
々所定の間隔をおいて複数個の接地転輪２５を遊転自在
に軸支する。これら左右の後部転輪２４及び複数個の接
地転輪２５と、走行フレーム６の前端部に装架した前記
走行用ミッションケ−ス２６から動力を伝達する駆動輪
２７とに、前記左右の走行クロ−ラ７を各々巻掛け張設
して構成する。２５ａは補助転輪を示す。

【００２２】機体１の前後傾斜を検出する前記前後傾斜
センサ２と、左右傾斜を検出する左右傾斜センサ４９と
を前記走行フレーム６の適宜位置に配置すると共に、前
後及び左右傾斜センサ２，４９による傾斜状態の検出に
より機体１の前後水平制御と左右水平制御を自動的に行
わせる前後制御スイッチ５０及び左右制御スイッチ５１
とを配置して構成している。

【００２３】ＣＰＵを主体的に配して自動回路の演算制
御を行うコントローラ５２を設け、図８に示す如くこの
コントローラ５２の入力側へ、前記前後傾斜センサ２，
刈高センサ４，車速センサ２８，刈高制御スイッチ１７
と、該左右傾斜センサ４９，前後ストロークセンサ４
７，両左右ストロークセンサ４８，前後制御スイッチ５
０，左右制御スイッチ５１等を各々接続すると共に、出
力側へ、前記刈取昇降電磁弁２９と、該ピッチングシリ
ンダ４３を作動させるピッチング電磁弁５３，左右のロ
ーリングシリンダ４５を作動させる左右のローリング電
磁弁５４，アンロード弁５５等を各々接続して構成す
る。

【００２４】該コントローラ５２によるピッチング制御
では、ピッチングシリンダ４３を作動して、ピッチング
アーム３７の上下回動作用により、連結アーム３８を介
した右の後部ローリングアーム４１の昇降により、左右
の転輪フレーム２３の後部側を前部ローリング軸３２を
支点として上下動させて相対的に機体１を水平状態に調
整すると共に、コントローラ５２によるローリング制御
では、左又は右のローリングシリンダ４５を作動して、
前部及び後部ローリングアーム３３，４１と連結杆４４
の作用により、左又は右の転輪フレーム２３を上下動さ
せて相対的に機体１を水平状態に調整することができ
る。

【００２５】図９のフローチャートに示す如く、機体１
が前後又は左右側に傾斜するとき、該前後制御スイッチ
５０及び左右制御スイッチ５１のＯＮによる前後傾斜セ
ンサ２と左右傾斜センサ４９の傾斜検出により、ピッチ
ング制御とローリング制御によって機体１の水平制御を
行うと共に、刈高制御スイッチ１７のＯＮによる刈高セ
ンサ４の検出により、刈取装置３を昇降して刈高さを所
定の適正位置に調節制御する。

【００２６】この刈高さの調節制御時に機体１の沈下に
よる刈取装置３の上昇量から、前記刈取支軸１６に設け
たポテンショメータ等による回動角度センサ５６により
機体１に対する刈取装置３の回動角度θを検出し、図１
０に示す如く、この回動角度θの違い（沈下無し：θ
１,沈下時：θ2）から機体1の沈下量αを求める。この
回動角度θと沈下量αとの関係から、図１１の線図に示
す如く、土壌面の軟弱度合を算出することによって、図
１２の線図に示す如く、予め設定された土壌面の軟弱度
合と車速との関係により最高車速を算出すると共に、前
記車速センサ２８によって車速を検出し、この検出した
車速が適正なときはリターンさせ、速過ぎるときは減速
制御し、遅過ぎるときは増速制御させる。なお、必ずし
も車速の制御を行わずとも報知のみ行わせるようにして
もよい。

【００２７】このように、機体１の水平制御を行うもの
では、該刈取支軸１６の回動角度θと機体１の沈下量α
との間には一定の関係が生じるため、機体１の水平制御
と刈高さ制御を行うときに、機体１の沈下量αから土壌
面の軟弱度合を算出して適正な車速に変速制御すること
により、走行土壌面が荒らされたり、過負荷によりエン
ジン２０が停止するような不具合等がなく、安定した走
行により効率的な作業の継続が可能となる。

【００２８】なお、制御自体が従来と基本的に変わらな
いためシンプルな制御を低コストで実施可能であると共
に、負荷制御を行うものでは機体１の沈下量αに応じて
基準となるエンジン回転数を変更制御するようにしても
よく、機体１の沈下量αに応じて負荷制御の感度を変更
するようにしてもよい。また、図１３のフローチャート
に示す如く、機体１の水平制御と刈取装置３の刈高さ制
御とを行うものにおいて、前記の如く、刈取支軸１６の
回動角度θの検出により機体１の沈下量αを求め、この
機体１の沈下量αから土壌面の軟弱度合を算出する段階
までは、図９のフローチャートに示す手順と同じである
が、この土壌面の軟弱度合の算出により、パワステレバ
ー５７の操作時間の長さ等により操向旋回か否かの判定
を行い、機体１の旋回が確認されたときは、土壌面の軟
弱度合に応じ最適旋回を可能とする前記左右の走行クロ
ーラ７における回転差を算出し、この回転差となるよう
左右の走行クローラ７の回転数を調節制御する。

【００２９】このように、前記の如く該刈取支軸１６の
回動角度θと機体１の沈下量αとの間には一定の関係が
生じるため、機体１の水平制御と刈高さ制御を行うとき
に、機体１の沈下量αから土壌面の軟弱度合を算出して
旋回時の左右の走行クローラ７の回転数を調節制御する
ことにより、常に土壌面の軟弱度合に適した旋回が可能
となって、走行土壌面が荒されることによる作業効率の
低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの全体構成を示す側面図。

【図２】機体の前後傾斜に応じた刈高さ制御の自動回路
を示すブロック図。

【図３】機体の前後傾斜に応じた刈高さ制御の手順を示
すフローチャート。

【図４】機体の前後傾斜状態における傾斜変化率（微分
係数等）を示す線図。

【図５】傾斜変化率による刈取装置の昇降量又は昇降速
度を示す線図。

【図６】機体の水平制御における走行クロ−ラの昇降機
構を示す平面図。

【図７】機体の水平制御における走行クロ−ラの昇降機
構を示す側面図。

【図８】機体の水平制御時における刈高さ制御の自動回
路を示すブロック図。

【図９】機体の水平制御と刈高さ制御時に土壌面の軟弱
度合を検出して車速を変速制御する手順を示すフローチ
ャート。

【図１０】刈取装置の回動角度と機体の沈下量との関係
を示す側面作用図。

【図１１】図１０に示す如き関係から土壌面の軟弱度合
の状態を示す線図。

【図１２】土壌面の軟弱度合と車速との関係を示す線
図。

【図１３】機体の水平制御と刈高さ制御時に土壌面の軟
弱度合を検出して左右のクローラの回転数を調節制御す
る手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１． 機体 ２． 前後傾斜検出手段 ３． 刈取装置 ４． 刈高検出手段 ５． コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土壌面に対して機体１の傾斜状態を検出
   可能な傾斜検出手段２と、刈取装置３による刈高さを検
   出可能な刈高検出手段４と、この両検出手段２，４の検
   出値により刈取装置３を昇降して自動的に刈高さを調節
   制御可能なコントローラ５とを有するコンバイン等にお
   いて、該傾斜検出手段２による機体１の傾斜状態の検出
   値から算出した傾斜変化率により、刈取装置３の昇降量
   又は昇降速度を傾斜状態に応じ素早く追従調整して刈高
   さを適正位置に調節制御することを特徴とする刈高制御
   装置。