JPS6312208A - 移植機の自動操向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は移植機の自動操向装置に関する。

田植機等の移植機においては、苗を整然と直線列状に植
付けることが苗の生育の均一化、収穫作業の機械化等に
とって極めて重要である。このために機体が直進するよ
うに操向を行わせる自動操向装置が種々提案されている
。

本発明は操向の基準とする既植の苗列と機体との相対的
位置関係を光学的に検知するようにしたものであって、
特に苗列に対して鋭角の俯角をもって光を投射すること
として画面の反射状態の影響を受けることなく正確な操
向制御が行えるようにした移植機の自動操向装置の提供
を目的とし、以下に本発明を乗用型田植機における実施
例を示す図面に基づいて詳述する。

第１図は本発明に係る田植機の左側面図であって、ステ
アリング装置１の操向舵輪１ａを左又は右へ回転させる
と、後部機体２は前部機体３に対して折曲がるようにし
て水平回動じて操向が行われる、いわゆる胴折型となっ
ている。

２０は投受光器であって、発光ダイオード及びフォトダ
イオードを夫々発・受光素子に使用してこれらを同軸的
に配置してなり、発光ダイオードより出た光の検出対象
物体からの拡散反射光をフォトダイオードで捉えるよう
にした公知の光電スイッチよりなる。

２１は揺動装置であって、モータを内蔵し、モータの回
転は図示しない減速歯車、クランクなどを介して該揺動
装置２１の外枠部材に回転自在に嵌着されてなる回動軸
２１ａの一端部に伝導され、この回転軸２１ａはその中
心軸の固りに所要角度θを一定周期で反伝回切するよう
Ｋなっており、該回動ｄ　２１　ａの他端部には投受光
器２０が、投射光ＰＩの中心軸及びこれと同心の反射光
Ｐ２の中心軸が該回切肩２１ａの中心軸と直交するよう
に取付けである。そして、この拙幼装置２１は第１図に
示した川＜機体を水田中に位置させた場合に、投受光４
２０の前記投射光Ｐ１及び反射光Ｐ２が第２図に示した
顕く俯角αをなして、図中に白抜矢符で示した機体の進
路前方の水田面に向き、また投受光器２０が前行程にお
ける既植の苗ｑより梢々上方に位置し、且つ顕画ｑで形
成される侵外則の、すなわち禾埴副の苗列Ｑの列中心に
機体左右方向への揺動の中心が一致するように、左右の
ロワーリンク５夫々の適宜位置から機体左右外側方へ張
出した位置に収付けられている。

而して、俯角αはこの投受光器２０による既植の苗ｑの
検出ＯＴ屯短距離硲５０鋼であり、至近の菌より１−り
前方の苗を検出対象とすることから約２５°とされる。

また、揺動角度θは第３図に示した如く、前述の叩き検
出可能範囲に池の列の苗が位置しないように約７０’以
下と定めである。

面して、投受光４２０はその受光部がｆｆ１ｑからの反
射光を受光すると、その出力信号Ｒ２φ；“Ｈ″レベル
なり、その他のときは“Ｌ″レベルある。

所かる出力６号は、利−回路３１へ入力されるようにし
である。

さて、１１１記揺初装置２１の右側逓分には第３図に示
す＋４１　＜リミットスイッチ２１ｂを＋ｆａしてあり
、揺Ｆ力装置ｉ２１が右へ揺動する都度作動して１１ｄ
のパルスを発するようになっている。該リミットスイッ
チ２１ｂから発せられる周期的なパルス信号Ｒｚ＋も制
御回路３１へ入力されるようにしてろる。この、制御回
路３１はマイクロコンピュータ等よりなり、肉入力信号
Ｒ２゜、Ｒ２１に基き苗列Ｑと機体との相対同位置関係
を求め、これに応じてＪＳ舵角をモータ駆動回ＦＩ！１
３２に指令する等のシ能を果すものである。

ステアリング装置１においては、舵１ｉ１ａと一体的に
回転するステアリングシャフト１ｂに目切操向のための
波切ギア３５が嵌着されており、またステアリング装＋
ｄ　Ｉ　Ｋ近接配置されたパルスモータ３３の回転軸に
は駆、＃ギア３４が＠看されており、両ギア３４．３５
＃ｉ噛合している。そして、モータ嘔１め回路３２は制
御回路３１からの入力データに基き、パルスモータ３３
を所要ステップ回転させるためのパルス状信号を発し、
この回転がギア３４．３５を経てステアリング装置ｄ　
１に伝えられ、機体の目切操向が行われるようになって
いる。

次ＫＳ制副回１８３１による自＃Ｊ操向制御について第
４図、第５図に基き説明する。

揺動装Ｊ　２１が１往夏する同に投受光：を２０から発
せられた投射光Ｐ、は、苗列Ｑの苗ｑに往路。

復路につき３１回役付され、投受光器２０は反射光２２
２６１回受光するから第４図囚〜（Ｃ）に示すように、
パルス信９Ｒｎのパルス間ＫＶｉパルスイＩＲａのパル
スが２個現れるととＫなる。この制御回路３１は、パル
ス１ａ号Ｒ２、のパルスとこれに１４いてＪ見れるパル
ス信号Ｒ２゜のパルス、すなわち投受光′４２０の往路
Ｍ程において得られるパルス夫々の発生タイミングの差
ｔ１と、パルス＠号Ｒ１Ｉの周期ｔ０を監視している。

そして、機体の姿勢に拘らず一定のｔｏからｔ０／４を
算出し、このｔ０／４とｔｌとの比較を行い次のようＫ
して操向制（ｉｌｌを行う。

まず、第４図囚に示す■（１，＝　１゜／４（又はｔ１
＃　ｔｏ／　４　）である場合は、第５図ＣＡ）Ｋ示す
ように既植の苗列Ｑの繭ｑが２点瑣保で示す投射光Ｐ、
の揺動の中心方向に位１ａするような姿勢で機体が進行
している、すなわち機体が苗列ＱＫ倣って直値している
ことになり、この場合はモータＷ、切回路３２へ操舵用
字の指令を発するか、又は何らの信号も発しない。けだ
し、揺ＩＩ］装置２１がリミットスィッチ２１ｂ６作妨
させた後、左方への往路揺動するに要する時間はｔ０／
２であり、苗ｑが投射光Ｐ１の中心方向に在る場合は、
この苗ｑに投射光Ｐ１が到達するに要する時間はその１
／２、すなわちｔ０／４となるからである。

次に、第４図（均〔又は（Ｃ）〕に示すように、ｔｌ＜
ｔｏ／４　（父はｔ、＞　ｔｏ／　４　）となった場合
は、第５図（８）〔又は（Ｃ）　）　Ｋ示すように１前
記苗ｑが２点鎖線で示す投射光Ｐ、の揺動の中心方向よ
り右方へ（又は左方へ）ずれたこと、すなわち機体が左
へ（又は右へ）偏進しだしたことになり、この場合はモ
ータ駆動回路３２へ機体進行方向を右方（又は左方）へ
修正させるべき操舵角を指令し、モータ駆動回路３２は
、制御回路３１からの入力信号、すなわち操舵角指令信
８に基きパルスモータ３３を所要方向へ回転させるべき
パルスを発し、パルスモーク３３を回転させる。これＫ
より機体は、直進状態に復帰するように１すなわち投受
光器２０の揺動の中心方向が苗列Ｑに一致して走る状態
に復帰するように右方へ（又は左方へ）進行方向を修正
することになる。

なお、操向制彌は上述の如＜ｊＯ＋ｊｌの双方を用いて
行う外、パルス信号Ｒ５゜の周期のみを用いても行い得
る。すなわち、投受光！Ｉ、２０が機体の右方へ揺動し
てＭｑを検出する時のパルスＲ１゜２との時間Ｍｈ及び
該パルスＲ２゜２と、次、穎のパルスＲ２゜、′との時
間差【、との比奴によっても行い得る。つまり、第４図
囚に示すようにｉ、：＝　ｔ、である場合は、機体は第
５図囚に示すように直進していることになるので、自動
操向装置による機体の進行方向の修正は必要なく、また
＠４図（８）〔又は（Ｑ　）に示すようにｔｚ＞ｔａ（
又は１．＜１．）となりだすと、機体Ｖ！第５図（Ｂ）
〔又は（０〕に示すように左方（又は右方）に偏進しだ
した事になり、パルスモータ３３を駆動して機体の進行
方向を右方（又は左方）へ・修正することとすればよい
。

このように１本発明による場合は操向の基準とする低値
の苗列と機体の相対的位置関係を光学的に検知するよう
にしたものであって、特に苗列Ｑに投射すべき光を機体
左右方向に同期的に移動させるようにして、自＃Ｊ操回
のだめの別刷入力を得ることとしたものであるから操向
制御￥ｆＴ度が・％く、且つ苗列Ｑと機体との相対内位
＋１関係を検知するためのセンナたる投受光器が片り（
１につき１台で足り、構造が丙累化される。また、本発
明による場合は揺動装置２１の揺動の中心が検出対象の
菌ｑをこの中心に一致するように、構体進行方向を修正
していくので倣うべき苗列Ｑからの揺動の中心の偏位量
が大きい場合にも容易、且つ迅速に進行方向の修正が行
われる利点がある。

なお、上述の実施例でけ揺ゴの装７ｔ２１の反伝回！力
手段として、一方向に回転するモータとクランク等を用
いることとしたが、これに賛えてパルスモータを用いて
所定タイミングで一定角度ずつ反転口Φηさぞるように
してもよい。この場合は、パルスモータの躯賃力伯号を
パルレス４ｇ号Ｒ２，（で変る信号として使用してリミ
ットスイッチ２１ｂを省略することができる。

第６図は本発明の池の実施例を示している。すなわち、
投受光器６０を機体の後下方に向けて固定し、投受光器
６０から出た投射光Ｐ、を反射してこの投射光Ｐ１を図
中に白抜天符で示す機体の値行方向ｉｎ方の’ｍ　ｑ　
Ｋ投射すべく、投受光器６０の後方に中心端役りに回転
する正多角柱状の境６１を収付け、この鏡６１の回心に
よって投射光Ｐ、を工万又は右方のいずれか一方向へ、
多動させる（連成としてもよい。）肯ｑからの反射光Ｐ
２は投射に与った面の鏡で反射されて、投受光器６０に
戻って来るのでこの反射光により得られるパルス信号の
周３１Ｊｊを監視することにより、操向のための情報が
得られる。

第７図は本発明の更に他の実施例を示している。

すなわち、第６図に示した実施例同様、投受光器７０は
機体の後下方を向いて固定されており、その光路中に一
定周期で所定角度の反転回動を行う平面鏡７１を取付け
、この平面鏡７１で投受光器７０がらの投射光Ｐ、及び
苗からの反射光Ｐ２の反射を行わせるものである。第６
図、第７図に示すものは、重量の投受光器６０．７０を
揺動させる必要がなく、軽量の鏡６１又は平面鏡７１の
回転駆動手段として小型のものが使用できる利点がある
。

以上詳述した如く本発明に係る自動操向装置は、既植苗
列に対して鋭角の俯角をもって光を投射すると共に、苗
から反射された光を受光して電気信号に変換する投受光
手段を備え、該電気信号によって機体との相対的位置関
係を検出すべくなしてあることを特徴とするものである
から、投射された光は苗に投射された場合に操向のため
の情報を得、これによって自動操向が可能であることは
言うまでもない。また苗に投射されない間においては圃
面での反射光は投射光と反対の方向（実施例では機体前
方）へ進むので反射光が投受光器に受光されることがな
く、従って誤った操向情報を得ることがない等、本発明
は優れた効果を奏する。

【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って、第１図は本
発明装置を搭載した乗用型田植機の左側面図、第２図は
本発明装置要部の熱心側面図、第３図は本発明装置の要
部をその制御系と共に示す゛模式的平面図、第４図（Ａ
）　、　（Ｂ）　、　（ｃ）及び第５図（Ａ）。 （１３）　、　（Ｃ）は本発明装置による操向制御の説
明図、第６図、第７図は本発明の他の実施例を示す熱心
側面図である。 ｌ・・・ステアリング装Ｗ７　２０，６０．７０・・・
投受光器２１・・・揺動装置　２１ｂ・・・リミットス
イッチ　３１・・・制御回路　３２・・・モータ駆動回
路　３３・・・パルスモークロ１・・・鏡　７１・・・
平面鏡 Ｑ　　　　　　　　　ＯＯＯ 第Ｓ　図　（Ａ〕 ＱＱ　　　　　　　　　Ｑ　　　　　　　　　０１図（
Ｂ’） ｏ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ第
　５　図　（Ｃ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、既植苗列に対して鋭角の俯角をもって光を投射する
   と共に、苗から反射された光を受光して電気信号に変換
   する投受光手段を備え、該電気信号によって機体との相
   対的位置関係を検出すべくなしてあることを特徴とする
   移植機の自動操向装置。