JPS6233525Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動操向・回行機能を有する収穫機に
関し、更に詳述すればこの機能に係る非接触型セ
ンサの取付状態の改良を図つた収穫機を提案した
ものである。

本考案に係る収穫機は手動操作による収穫作業
の外、マイクロコンピユータによる自動収穫作業
を可能としている。自動収穫のための機能として
は刈取るべき穀稈条に倣う走行を行わせるべき自
動操向機能、一行程の収穫を終えた後、次工程の
収穫を開始させるにあたり未刈穀稈群の隅部で機
体を旋回させる自動回行機能、収穫状況に応じて
車速の遅速を制御する自動車速制御機能、穀稈長
に応じた脱穀を行わせる自動扱き深さ調節機能、
刈高さを一定にする自動刈高さ調節機能並びに穀
稈搬送系の詰り、揺動選別部の異常等を検出して
警報を発する警報機能を備えている。而して本考
案の収穫機は上記自動操向・回行機能に係る未刈
穀稈検出用の非接触型のセンサの取付状態に特徴
を有している。即ち、該センサは収穫作業時には
その姿勢及び高さが刈取部の昇降動作に追随変化
せず、収穫作業時外にはその姿勢及び高さが刈取
部の昇降動作に追随して変化するように取付け
て、収穫作業中の前記センサの誤動作を防止する
と共に、一般に高価なこの種のセンサを不測の事
故による損傷から防止するようにしたことを特徴
としている。

以下本考案をその実施例を示す図面に基いて詳
述する。

第１図は本考案に係るコンバイン（以下本案機
という）を略示する右側面図であつて、１は刈取
部、１ｒはその分草板、２は機体右側中央部に装
設した運転席、３は運転席２の前方に配設した運
転操作部、４は運転席２の後方に配設したエンジ
ン部、５はもみタンク、６はクローラである。７
はクローラ６に固設されたトラツクフレームであ
つて、クローラ６が接する地表面との離隔寸法は
略々一定している。８は刈取部１、運転席２、運
転操作部３、エンジン部４、もみタンク５等を取
付けた主フレームであつて、主フレーム８の後端
はトラツクフレーム７の後端に回動自在に枢支さ
れており、両フレーム７，８間に跨設された油圧
シリンダ（図示せず）を作動させることにより、
主フレーム８及びこれに取付けられた刈取部１等
が後端枢支点を回動支点として上下方向に回動す
るようにしてあり、その上下回動により刈取部１
と地表面との離隔寸法を変じて刈高さを調節する
外、路上走行時には刈取部１を上方へ退避させる
ために使用される。

１０は後述するセンサS₂₀を支持するアームで
あつて、その後端部はトラツクフレーム７の右側
前端部に上下方向への回動可能に枢支されてお
り、その先端部には検知面を前方に向けたセンサ
S₂₀が取付けられている。

第２図はこのアーム１０の取付状態を拡大して
示す右側面図であり、図において、アーム１０は
その後端１０ａをトラツクフレーム７の右側端部
における最前端から適寸後方へ寄つた位置にて機
体の左右方向（横方向）を軸とする上下回動が自
在となるように例えば小型の軸受１１を介して枢
支しており、先端１０ｂ側は下面に突設した突起
１０ｃをトラツクフレーム７の前端上面に当接さ
せてトラツクフレーム７の上面と平行となるよう
に機体前方へ向けて延出させてあり、トラツクフ
レーム７より前方に位置し、刈取部１の引起し装
置１ｕより後方に位置する先端１０ｂにはホルダ
１２を介してセンサS₂₀がその検知面を機体右側
前方に向け、且つ分草板１ｒより上方に位置し、
また引起し装置１ｕにてその投受光を妨げられる
ことのないように取付けられている。１３はアー
ム１０を上方へ回動させるために設けたフツクで
あつて、アーム１０は後述するフツク本体１３ａ
に開設した長穴１３１に挿通させてある。

第３図は第２図の−線によるフツク１３部
分の断面図であつて、このフツク１３は引起し装
置１ｕのチエインケースの背面に機体後方に向け
て突出するように固定した支持杆１４に立設され
たフツク本体１３ａとＬ形のロツクアーム１３ｂ
と、引張バネ１３ｃとからなる。

フツク本体１３ａはロツクアーム１３ｂの枢着
のために機体左方に向けて取付片部１３３を張出
させた矩形状の板材を有し、長手方向の一端部を
前述のように支持杆１４に固着してある。そして
中央部は縦長の長穴１３１が開設されている。ロ
ツクアーム１３ｂはフツク本体１３ａの機体前方
側に位置せしめた長寸の被動片部１３６と、フツ
ク本体１３ａの機体後方側に位置せしめた短寸の
駆動片部１３７とを夫々の基端部相互を軸１３５
にて連絡して全体としてＬ字形にしたものであつ
て、軸１３５を取付片部１３３に開設した穴１３
４に回動自在に挿通させるようにしてフツク本体
１３ａに取付けてある。

穴１３４の位置及び被動片部１３６の長さは、
第３図中に１点鎖線で示す位置に迄フツク本体１
３ａの前面に沿つて回動した場合に、そのエツジ
がアーム１０の下面に当接するように定められて
いる。そして駆動片部１３７の先端部にはボス１
３９ａを設けてあり、このボス１３９ａとフツク
本体１３ａの長穴１３１の下端部近くに形成した
ボス１３９ｂとの間に引張バネ１３ｃが張掛され
ており、その弾性で被動片部１３６を上方へ回動
させて上述の如く被動片部１３６のエツジがアー
ム１０の下面に当接してアーム１０を長穴１３１
の上端面に押圧し得るようにしてある。またボス
１３９ａには脱穀クラツチレバ３１に連繋するワ
イヤ１５の先端末が係着されており、脱穀クラツ
チレバ３１を脱穀クラツチを継状態とすべく操作
した場合にはこのワイヤ１５が緊張して引張バネ
１３ｃの弾性に抗してロツクアーム１３ｂの駆動
片部１３７を実線で示す位置まで牽引回動させて
被動片部１３６を長穴１３１から退避させ、逆に
脱穀クラツチ３１を断状態とすべく操作した場合
にはワイヤ１５が弛緩して、引張バネ１３ｃの弾
性によりロツクアーム１３ｂの駆動片部１３７を
１点鎖線で示す位置まで牽引回動させ、被動片部
１３６をアーム１０を長穴１３１の上端縁に押圧
する位置に迄回動させるようにしてある。

然るところ、アーム１０はトラツクフレーム７
に、またフツク本体１３ａは主フレーム８と一体
的に上下回動する刈取部１の引起し装置１ｕに
夫々取付けられているので、トラツクフレーム７
に対する主フレーム８の上下回動に伴いアーム１
０とフツク本体１３ａとの上下方向の相対位置は
変化することになるが、刈取部１が最上動限位置
にある場合に第３図に２点鎖線ハツチングで示す
ようにアーム１０が長穴１３１の下端縁に当接
し、また刈取部１が最下動限位置にある場合に第
３図に実線ハツチングで示すようにアーム１０が
長穴１３１の上端縁に当接するように長穴１３１
の長さが定められている。但し、上下動するのは
フツク１３であり、アーム１０は被動片部１３６
に当接している場合のみ追随移動する。もちろん
長穴１３１の長さは上述の如くにして定められる
長さよりも長くしてもよい。

次にアーム１０の先端部に取付けられるセンサ
S₂₀及びその他のセンサについて説明する。

第５図は刈取部１の分草板１，１ｒ等と、そ
の近傍に取付けられたセンサを略示する収穫機の
略示平面図であり、各センサの検出対象はいずれ
も穀稈である。本考案に係るセンサS₂₀としては
光学式のものを用いているが、超音波式等、他の
非接触型のものでもよい。他のセンサとしては触
杆とリミツトスイツチとの組合せになるもの、又
は光電スイツチを用いた光学式のもの若しくは超
音波式のものが使用される。実施例ではセンサ
S₁，S₅₁，S₅₂，S₆，S₆₀及びS₂₀に光学式のものを
使用し、他は触杆とリミツトスイツチとの組合せ
になるものを使用している。

センサS₁は右側分草板１ｒの取付杆にその検出
面を機体の外側方、すなち右方（一般には既刈側
の方向）へ向けて取付けられており、その検出領
域内における穀稈、即ち本来存在する筈のない既
刈側の穀稈、つまり刈残し穀稈を検出するもので
あり、刈残し穀稈収穫のための制御に関与する。

センサS₂及びS₄は夫々右側及び左側の分草板１
ｒ，１の取付杆に夫々の触杆が機体の内側方を
向くようにして取付けてあり、各触杆が穀稈に当
接して回動する際の回動角度によつて夫々分草板
１ｒとその左方に相隣する穀稈条との離隔寸法及
び分草板１とその右方に相隣する穀稈条との離
隔寸法、換言すれば機体と刈取対象とする穀稈条
との相対的位置関係を検出するものであり、主と
して自動操向のための制御に関与する。

センサS₃は右側の分草板１ｒの背後においてそ
の触杆が機体の内側方を向くように取付けられて
おり、その触杆の長さはセンサS₂の触杆よりも短
い。そしてこのセンサS₃はセンサS₂を補足する機
能を果し、分草板１ｒの左方の穀稈がセンサS₃の
短い触杆に接触する程に分草板１ｒに至近して後
方へ回動した場合にはセンサS₂よりも前方におい
てこの至近を検出して早期に右方へ進行方向を修
正させるようにその検出信号が使用される。

センサS₅₁，S₅₂はセンサS₄と背中合せとなるよ
うに分草板１の取付杆に各検出面が左方を向く
ようにして取付けられており、往復刈時の制御に
関与する。

センサS₆は機体左側下部において刈刃１ｃより
も若干後方の位置で検出面が左方を向くようにし
て取付けられており、回向時の制御に関与する。

センサS₆₀は機体左側下部において前記センサ
S₆よりも少し後方の位置で検出面が左方を向くよ
うにして取付けられており、往復刈時の制御に関
与する。

さて光学式のセンサS₂₀は自動回向の際の条合
せに関与するものであつて、分草板１ｒの上縁よ
り稍々上方に位置すべく前記支持フレーム１０の
先端部に前述の如くして取付けてある。他の光学
センサS₁等も同様であるが、センサS₂₀は赤外線
発光素子及び同受光素子を内蔵し、前者から発せ
られた赤外線が検知対象に投ぜられると、ここで
反射した赤外線を後者で捉えて、所定の検知信号
を発するものである。

第６図は本案機の自動操向・回行の制御系を略
示するブロツク図である。制御系の中枢となるマ
イクロコンピユータ（以下マイコンという）
MCNは中央処理装置CPU，リードオンリーメモ
リROM，ランダムアクセスメモリRAM，Ｉ／Ｏ
（入出力）ポートＩ／OP及びインターフエース
PPIよりなり、CPUとしては日本電気（株）製の
μCOM−80を用いている。

前記各センサS₁，S₂…S₆₀，S₂₀が発する信号は
Ｉ／ＯポートＩ／OP，インターフエースPPIを
経てCPUへ取込まれ、CPUはROMに予め用意さ
れたプログラム及びセンサ等から入力される信号
に基き所要の演算を行い、機体の前後進及び左右
への操向を行わせるアクチユエータ駆動回路
ACCに対して所要の制御信号をインターフエー
スPPI及びＩ／ＯポートＩ／OP経由で発し、自
動収穫を行わせる。なおRAMはROM中のプログ
ラム，演算中のデータの一時的格納等に使用され
る。

アクチユエータ駆動回路ACCによつて駆動制
御される各種のアクチユエータACTは所定の作
動をなし、走行部，刈取部，脱穀部にCPUから
発せられた信号に対応する動作を行わしめる。自
動回行機能に係るアクチユエータ及びこれによつ
て制御される走行部等の構成については概略次の
ようになつている。

まず走行部についてみると、変速はパワーシフ
ト変速装置等の油圧制御式の変速装置によつて行
われるようにしており、その油圧回路中に変速段
切換のために設けられた電磁方向制御弁を前記ア
クチユエータとして備えている。従つてマイコン
MCNから所定信号を発することにより前記電磁
方向制御弁を駆動して後進段，中立段，前進一速
〜三速段の選択を行えるようにしてある。また操
向は左，右夫々のクローラに対する伝動を入断す
るサイドクラツチ及び制動のためのブレーキを油
圧回路にて左右各別に動作させることによつて行
えるようにしてあり、左又は右のサイドクラツチ
を断ち、またブレーキの作動を行わしめるべく油
路切換を行うための電磁方向制御弁を前記アクチ
ユエータとして備えている。

次に刈取部１についてみると刈取部全体の昇降
は油圧回路によつて行われるようにしてあり、昇
降のために油路を切換えるべき電磁方向制御弁を
前記アクチユエータとして備えている。また刈刃
１ｃ等への伝動系に設けた刈取クラツチはエンジ
ン側の駆動プーリと刈取部側の被動プーリとの間
に張設したベルトと、該ベルトの緊張，弛緩を行
わせるテンシヨンプーリとよりなるが、このテン
シヨンプーリを移動せしめてベルトの緊張，弛緩
を行わせるソレノイドを前記アクチユエータとし
て備えている。

さてこの収穫機は自動回行に関し回り刈モード
及び往復刈モードを選択し得るようになつてい
る。いま回り刈を例にとつて本案機の要部の動作
を説明する。

本機では回り刈は条刈から作業開始するとの前
提が設けられている。第７図は未刈穀稈群Ｃの一
隅に機体を臨させ、条刈から回り刈を開始させた
場合における機体の移動軌跡を略示する図面、第
８図はこの場合における回行動作の制御シーケン
スを示すフローチヤートである。収穫作業の開始
を指示する操作を行うと機体は自動操向を行いつ
つ最初の条刈行程で刈取作業を行つていく。

この間センサS₂，S₄の触杆は夫々の左方及び右
方に相隣する穀稈に当接して後方へ押圧回動され
ていることになるが、、この条刈行程を終了する
と当接する穀稈が不在となるために両触杆はフリ
ーの状態になる。マイコンMCNはこれにより一
行程の条刈の終了を検知し、これにより回行のた
めのシーケンスに入る。すなわちまず変速装置を
前進一速段とし、刈取部を上昇させる。更にマイ
コンMCNは所定時間低速で直前進第７，８図
の対応する部分には同符号を付してある。以下同
じ）させ、次いで所定時間又はセンサS₆が未刈穀
稈群の存在を検知する迄左旋回させ、更に刈取
クラツチを遮断する。次いで変速装置を後進段と
し、短時間直後進させた後、右側のブレーキを
作動させて後進させつつの左旋回を一定時間行
わせる。そしてこの時間の経過後に右ブレーキを
解除して変速装置を前進一速段として直前進さ
せる。而して次にセンサS₂₀の作動状態を監視す
る。直前進を開始させたときにセンサS₂₀が前方
に未刈穀稈の存在を検出していない場合（NO）
は一定時間ｔが経過する迄直前進を継続させ、こ
の間にセンサS₂₀が穀稈を検出してオンとならな
いときには刈取が総て終了したものとして、即ち
未刈穀稈群は存在しないとして走行停止に到らし
める。これはの左旋回（後進）を適当な時間を
かけて行わせることとすれば、未刈穀稈群が存在
する限り、その後の直前進によりセンサS₂₀は
必ずその存在を検出し得る状況下に到ると考えら
れるからである。

さて直前進の開始によりセンサS₂₀がオン
（YES）、即ち未刈穀稈群Ｃの存在を捉えた場合
は右のブレーキを作動せしめて右旋回させ、セ
ンサS₂₀がオフとなつた時点で直前進に戻し、
刈取クラツチを継状態とし、刈取部１の下降を行
つて刈取作業（横刈）を行わせる。

未刈穀稈群Ｃが存在する場合は、の左旋回
（後進）の後に直前進させることによりセンサS₂₀
はやがて未刈穀稈群Ｃをその検出可能域内に捉え
ることになるのであるが、そのまま直前進を続け
て刈取作業に移行させると右側（第７図の上側）
に刈残しを生じる可能性がある。ところが本案機
では一旦センサS₂₀がオフとなる迄、換言すれば
機体の前部右側に配設されたセンサS₂₀が未刈穀
稈群Ｃの角部Ｐをちようど検出しなくなつた状態
になる迄右旋回を行わせることとして右端の分
草板１ｒの内方側に最外側（最右側）の穀稈列が
位置するように条合せされるから、刈残しを生じ
ることなく次の横刈がセンサS₂，S₄の出力による
自動操向にて行われていくことになる。斯かる動
作は横刈から条刈に移行する際にも全く同様に行
われる。

なおの左旋回（後進）を行わせている間にセ
ンサS₂₀が未刈穀稈群Ｃの存在を捉えたときにこ
の左旋回を停止して直前進に切換えると共に刈取
部１の下降を行わせて刈取作業（横刈）を行わせ
るようにしてもよく、この場合も刈残しがない。

さて前述のようにして収穫作業を行わせている
間において、図示しない刈高さ調節装置によつて
刈取部１は上下動し、また回行動作を行わせてい
る間には刈取部１は最上動限位置まで上昇され
る。

刈取部１が最下動限位置にある場合には第４図
において、フツク本体１３ａが図示の実線位置に
あつて、実線ハツチングで示すアーム１０は長穴
１３１の上端縁に当接し、一方刈取部１が最上動
限位置にある場合には第４図においてフツク本体
１３ａが２点鎖線で示す位置にあつて同じく実線
ハツチングで示すアーム１０は長穴１３１の下端
縁に当接する。従つて脱穀クラツチが継状態にあ
る限りアーム１０の上下方向位置は刈取部１の上
下動には無関係となり、、その地表からの高さ位
置は略々一定となつているから収穫作業時にはそ
の検知面を未刈穀稈の所定の高さ位置に向けるこ
ととなり、常に一定した条件でこれを検知し得る
ので、高精度の制御が行える。そして刈取部１の
上動によりセンサS₂₀の検知面が前方斜め上方を
向いて未刈穀稈以外のものを誤検知する虞れも皆
無となる。

これに対して脱穀クラツチレバ３１を操作して
脱穀クラツチを断状態とした場合、即ち収穫作業
時外においては引張バネ１３ｃの作用によりロツ
クアーム１３ｂが回動して１点鎖線で示す位置に
達して長穴１３１の上端縁との間でアーム１０を
挾み込む。然るところ、このように脱穀クラツチ
を断状態とするのは路上走行等の場合であり、刈
取部１は最上動限位置に迄上昇せしめられるので
フツク１３も第４図に２点鎖線で示す最上動限位
置迄上昇するからアーム１０は実線ハツチングで
示す収穫作業時の定位置から２点鎖線ハツチング
で示す位置迄フツク１３と共に上動され、その結
果センサS₂₀の機体前後方向に関しては第１図に
２点鎖線で示すように引起し装置１ｕから相対的
に後退し、不測の衝突事故の際にも損傷する可能
性が低下する。

このように本考案は非接触型センサのその動作
時における検知精度を高め、また誤検知動作を防
止すると共に、その非動作時における保護を図り
得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであつて、第
１図は本案機を略示する右側立面図、第２図はそ
の要部を拡大して示す右側立面図、第３図は第２
図の−線における機体後方よりの立断面図、
第４図は動作説明図、第５図はセンサの配置を示
す収穫機の略示平面図、第６図は制御系要部の略
示ブロツク図、第７図は回り刈時の機体の移動軌
跡の略示図、第８図はその際の制御シーケンスを
略示するフローチヤートである。 S₂₀，S₁，S₂…S₆₀……センサ、１０……アー
ム、１３……フツク、１５……ワイヤ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 未刈穀稈を検知対象とする非接触型のセンサを
   機体前方に臨ませて設け、該センサは収穫作業時
   にはその姿勢及び高さが刈取部の昇降動作に追随
   変化せず、収穫作業時外にはその姿勢及び高さが
   刈取部の昇降動作に追随して変化するように取付
   けてなることを特徴とする収穫機。