JPS6255806B2

JPS6255806B2 -

Info

Publication number: JPS6255806B2
Application number: JP7775179A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sugimoto
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1979-06-19
Publication date: 1987-11-21
Also published as: JPS561805A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は主に田植機など移植機の自動操向装置
に関するものである。

近時主として乗用型田植機などにおいて、作業
者を操向作業の煩わしさから解放し、同時に苗の
均一な成育を図り、また収獲作業など機械化され
た作業をより迅速且つ円滑に進めるうえで特に重
要視されている苗の植付けをより整然とした直線
列状に行うべく、田植機自体の操向の自動化が進
められている。

本発明はかかる状況に応ずべくなされたもので
あつて、その目的とするところは、基準とする既
植苗列と移植機の機体との相対的な位置関係を捉
えるべく、既植苗列の苗を捉えるセンサを機体の
前方又は後方に向けた状態で機体と平行にその左
右方向に一定周期で往復移動せしめることによつ
て自動操向のための制御入力を得、誤認がなく操
向制御精度を格段に高め得るようにした移植機の
自動操向装置を提供するにある。

以下本発明をその実施例を示す図面に基いて具
体的に説明する。第１図は本発明に係る移植機の
自動操向装置（以下本発明装置という）を装備し
た乗用型田植機の左側面図、第２図は本発明装置
における投受光器の拡大側面図、第３図は同じく
拡大正面図、第４図は同じく投受光器及びこれに
連らなる操向制御系を示す模式図であり、図中１
は田植機本体、２はその前方に配設された植付部
である。田植機本体１は左右に前輪を備えた前部
機体１１、同じく左右に後輪を備えた後部機体１
２とを相互に水平回動可能に連結して構成されて
おり、前部機体１１上方に配設したステアリング
装置１３のハンドル１３ａを左方又は右方へ回転
することにより、後部機体１２が前部機体１１に
対して折れ曲るよう水平回動されて操向がなされ
る、所謂胴折型となつている。植付部２を連結す
べく前部機体１１の前方に延出されたロワーリン
ク１４には、田植機本体１の側方に支持杆１４ａ
が張り出されており、この支持杆１４ａの先端部
には基準とする既植苗列Ｑの苗ｑを検知するため
のセンサたる投受光器４がこれを揺動させる駆動
部３と共に装着されている。駆動部３はモータ
（図示せず）及びモータの回転軸に下垂連結され
た揺動杆３１を具備しており、揺動杆３１下端に
固定した投受光器４を揺動杆３１の上端部を中心
にして機体の左右方向に一定周期で時計の振子状
に反復揺動させるようにしてある。投受光器４は
発光ダイオード、フオトダイオードを夫々発光素
子、受光素子とし、これら両素子を上下に縦列配
置して構成されており、揺動杆３１の下端に投光
方向及び受光方向を機体の前方側に向けた状態で
機体の進行方向と平行な向きにして取り付けられ
ている。田植作業中投受光器４は第２，３，４図
に示す如く既に植付けを終了した苗列、すなわち
既植苗列Ｑに臨ませるべく地表面（又は水面）か
ら苗高さの範囲内に位置せしめられる。投受光器
４はその発光素子から光P₁を機体前方に投射しつ
つ、機体の左右方向に揺動され、もしこの投光域
中すなわち検知領域中に既植苗列Ｑの苗ｑが存す
ればこの苗ｑからの反射光P₂が受光素子に受光さ
れ、所定レベルの電気信号に変換後、パルス信号
R₄（第６図参照）として制御回路５に入力され
る。投受光器４の前方に既植苗列Ｑの苗ｑが存在
しない場合は受光素子によつて捉えられるべき苗
ｑからの反射光がないため電気信号上の変化はな
い。

前記駆動部３の片側には第３図に示す如く投受
光器４の揺動杆３１が片側への揺動限界に達する
都度作動し１個のパルスを発するリミツトスイツ
チLSが配置されており、該リミツトスイツチLS
から発せられる周期的パルス信号RLS（第６図参
照）も制御回路５に入力される。

制御回路５においては前記投受光器４からのパ
ルス信号R₄及びリミツトスイツチLSからの周期
的パルス信号RLSに基いて後述する如く基準とす
る既植苗列Ｑと機体との相対位置関係が求めら
れ、機体を既植苗列Ｑに倣つて走行させるに必要
な操向制御信号が操向用モータ駆動回路６に発せ
られる。操向用モータ駆動回路６は制御回路５か
らの入力データに基いてパルスモータ７を所要ス
テツプ回転させるためのパルス信号を発して、パ
ルスモータ７を駆動し、パルスモータ７の出力軸
とギヤ結合されたステアリング装置１３を作動さ
せ機体の操向を行う。

次に制御回路５による既植苗列Ｑと機体との相
対的位置関係の検出態様を操向制御態様を示す第
５，６図に従つて説明する。先ず機体が既植苗列
Ｑと所要の間隔を隔てて平行に走行している状態
では第５図イに示す如く、投光方向及び受光方向
を機体進行方向と平行にして機体に配設されてい
る投受光器４はその投光方向及び受光方向が既植
苗列Ｑとも平行して位置することとなり、いま投
受光器４がａ点からａ，ｃ，ｂ，ｃ，ａの如く機
体の左右方向に一往復したとすると、投受光器４
がａ点に位置した時点で夫々リミツトスイツチ
LSから第６図イに示す如きパルスRLS₁，RLS₂が
発せられ、また投受光器４からはｃ点において発
光素子から発射された光P₁が苗ｑで反射されその
反射光P₂が受光素子に受光されて投受光器４が一
往復する間の路程の1/4，3/4の点で夫々第６図イ
に示す如くパルスR₄₁，R₄₂が発せられる。周期的
パルス信号RLSのパルス発生周期をt₀とし、パル
スRLS₁が発せられた後投受光器４からパルスR₄₁
が発せられるまでの時間をt₁とすると、前述した
如くt₁＝t₀／４となる。t₁＝t₀／４（t₁≒t₀／４を
含む）の関係が成立すれば制御回路５から操向用
モータ駆動回路６に対しては操舵角零の指令を発
するか、又は何らの信号も発せられない。

一方t₁≠t₀／４の場合としては第５図ロに示す
ような状態と第５図ハに示す状態の２つが代表的
な状態である。第５図ロは機体の走行方向が既植
苗列Ｑ側に対して左偏向している場合であり、第
５図ハは逆に機体の走行方向が既植苗列Ｑに対し
て右偏向している場合である。第５図ロの場合及
び第５図ハの場合とも前述した第５図イに示す場
合と同様に、投受光器４がａ点からａ，ｃ，ｂ，
ｃ，ａの如く機体の左右方向に一往復したとき、
投受光器４がａ点に位置した時点で夫々リミツト
スイツチLSからは第６図ロ，第６図ハに示す如
く共に周期t₀でパルスRLS₁，RLS₂が発せられ、
また投受光器４からはいずれもｃ点において発光
素子から発射された光P₁が既植苗列Ｑの苗ｑに反
射され、その反射光P₂が受光素子に受光されて投
受光器４が一往復する間２回第６図ロ，第６図ハ
に示す如くパルスR₄₁，R₄₂が発せられる。しかし
第５図ロの場合はｃ点がab間の中央よりもａ側
に位置しており第６図ロに示す如くt₁＜t₀／４と
なり、また第５図ハの場合はｃ点が逆にab間の
中央よりもｂ側に位置しており、第６図ハに示す
如くt₁＞t₀／４となる。

このような場合は制御回路５から操向用モータ
駆動回路６に対しては、機体を既植苗列Ｑに倣つ
て直進走行させるに必要な操舵（第５図ロの場合
は右への操舵、第５図ハの場合は左への操舵）を
行わせる信号が発せられ、また操向用モータ駆動
回路６からはこの信号に基づき、パルスモータ７
を右又は左に回転させるべきパルスが発せられ、
パルスモータ７が駆動される。これによつて機体
が直進状態となるよう修正され、投受光器４もそ
の揺動中心が既植苗列Ｑに一致するよう復帰す
る。

なお投受光器４と苗ｑ又は苗列Ｑとの関係は第
５図イ〜ハに示したものに限らず種々存在し得、
左，右への偏向とｔ，t₀／４の大小との対応関係
は必ずしも第５図に示したものに限らないが、そ
のような状態は過渡的なものであり、夫々の状態
からの進行方向の修正又は機体の進行により第５
図イ〜ハの状態が現出され結局第５図イの状態に
収斂する。

なお操向制御は上述の如くリミツトスイツチ
LSから発せられる周期的パルス信号RLS及び投
受光器４から発せられるパルス信号R₄の両者を
用いて行う場合を示したが、例えばパルス信号
R₄のパルス周期のみを用いて行うこともでき
る。すなわち第６図イにおいて投受光器４が機体
の左方に移動する過程で発せられるパルスR₄₁と
右方に移動する過程で発せられる時のパルスR₄₂
との時間差t₂と、前記パルスR₄₂と次順のパルス
R₄₁′との時間差t₃とを求め、t₂＝t₃である場合は
機体が既植苗列Ｑに対し平行に進行していること
になり、また第６図ロに示す如くt₂＞t₃の場合は
機体が既植苗列Ｑに対し左偏向した状態で進行し
ており、更に第６図ハに示す如くt₂／t₃の場合は
逆に機体が既植苗列Ｑに対し右偏向の状態で進行
していることとなるから、夫々に応じてパルスモ
ータ７を駆動、停止制御すればよいこととなる。
また投受光器４を揺動させる手段としての駆動部
３におけるモータとしてパルスモータを用い、こ
のパルスモータを所定のタイミングで一定の角度
ずつ反転駆動させれば、パルスモータの駆動信号
をそのまま周期的パルス信号として利用でき、リ
ミツトスイツチLSを省略することができる利点
がある。

以上の如く本発明装置にあつては、基準とする
既植苗列の苗を検知するためのセンサを機体の側
方に、機体の前方又は後方に向けて配設すると共
に、このセンサを機体の左右方向に揺動させる手
段及びセンサの苗、検出位置に基いて機体と既植
苗列との相対的位置関係を検出する制御回路とを
具備するから、センサが既植苗列と対向する位置
以外での感度が極めて低く、基準とする既植苗列
以外の苗列の苗にまどわされることが少なくて操
向制御精度が高く、また投受光器自体も片側につ
き１台で足り、構造が簡略化されるなど本発明は
優れた効果を奏するものである。

なお上述した実施例においてはセンサとして投
受光器４を用いた場合について説明したが何らこ
れのみに限るものではなく、例えばマイクロスイ
ツチを用い、これを、その触杆が機体の前方側又
は後方側に向き、且つ機体と平行な状態にして揺
動杆３１に装着し、投受光器４と同様に機体の左
右方向に揺動することとしてもよい。また実施例
では投受光器４を振り子状に往復揺動する場合に
ついて説明したが、例えば投受光器４をロワーリ
ンク１４から張り出した支持杆１４ａに沿つて例
えばラツクギヤ、油圧、空気圧シリンダによつ
て、或いはチエーン等によつてセンサを平行移動
するようにしてもよい。更に実施例では投受光器
４を機体の前方側に向けて配設した場合について
説明したが、機体の後方に向けて取り付けてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本発明装置を装備した乗用型田植機の左側
面図、第２図は本発明装置における投受光器の拡
大側面図、第３図は同じく拡大正面図、第４図は
投受光器及びこれに連らなる操向制御系を示す模
式図、第５図イ，ロ，ハ及び第６図イ，ロ，ハは
本発明装置による操向制御の態様を示す説明図で
ある。１……田植機本体、３……駆動部、４……投受
光器、５……制御回路、６……操向用モータ駆動
回路、１３……ステアリング装置、３１……揺動
杆。

Claims

【特許請求の範囲】

１機体の側方に、機体の前方又は後方に向けて
基準とする既植苗列の苗を検知すべく配設された
センサと、該センサを機体進行方向に対する平行
状態を維持させつつ機体左右方向に周期的に移動
させる手段と、センサの検知領域中における前記
苗の検知位置に基いて既植苗列に対する機体の相
対位置を検出し、既植苗列に倣う走行を行わせる
べき操向制御信号を発する制御回路とを具備する
ことを特徴とする移植機の自動操向装置。