JPS6348488B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンバインやバインダなどの刈取装
置付き移動農機が田畑の殻稈未刈地の側縁などか
らなる追従目標線に追従して、殻物の収穫などを
行つて行くようにする自動操向装置に関し、追従
目標線を非接触形の距離センサで高精度に検出す
ることに基づき正確に自動操向制御して、順調に
能率良く作業を進めることを目的とする。

従来では、接触形のリミツトスイツチで追従目
標線を検出することに基づき、移動農機を自動操
向制御していた。ところが、リミツトスイツチの
検出杆は接触ミスが比較的多いため、操向制御の
精度が低下する。しかも、走行中の移動農機の近
傍しか検出できないため、急激に操向制御するこ
とになり、移動農機が左右にジグザグ操向される
ことになる。従つて、移動農機が頻繁に蛇行し易
く、作業精度及び作業能率が低下するだけでな
く、農機の耐久性も低下する。

本発明者等は、上記諸欠点を解消するため、非
接触形のセンサで追従目標線を検出することに基
き、移動農機を自動操向制御する為の研究・開発
を行つてきた。

しかし、移動農機は、工作機械等と異なり、追
従目標線が長くそのバラツキも大きく、かつ変動
要素も多く、検出が極めて困難である事、しかも
走行装置のスリツプにより正確な操向制御ができ
ないため、追従目標線の検出が一層困難になる事
などの理由で、追従目標線を検出する為の装置が
複雑化・大形化し、実用化が難しかつた。

本発明は、更に研究・開発を進めて、これまで
の課題を解決することにより、追従目標線を非接
触形の距離センサからなる簡単な装置で高精度に
検出し、この検出信号に基き正確に自動操向制御
するものである。

即ち、移動農機の前方に左右に所定開角で広が
る検出領域を全体的に未刈地側に向けるとともに
既刈地側にも向けて設定し、各検出地点を検出す
ることにより、追従目標線の右側の検出地点と左
側の検出地点間の境界地点（追従目標線の直近に
在る）を検出して、この境界地点が移動農機側の
追従基準点に近づく方向に操向制御するものであ
る。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は移動農機としてコンバインＣを示し、
その前部右側に操縦台２、左側に前処理装置３、
後部に脱殻装置４が配置されている。そして、エ
ンジン（図示略）で各部が駆動され、左右一対の
クローラ５Ｒ，５Ｌで機体１が前進し、田圃に植
立する殻稈１８を、前処理装置３の分草器６で分
草し、引起し装置７で引起し、刈取り装置８で刈
取り、搬送装置９，１０，１１，１２で後方へ搬
送しながら水平姿勢にし、脱殻装置４で脱殻処理
するように構成されている。

第２図乃至第５図はコンバインＣの自動操向装
置Ｄの構造及び働きを示す。即ち、田圃に植立す
る殻稈１８の既刈地Ａの未刈地Ｂ側の側縁である
追従目標線Ｌを追従用センサ１９が検出し、この
検出信号に基き追従用制御装置Ｍが作動して操向
装置Ｄを制御し、機体１を追従目標線Ｌに追従さ
せて走行させることにより、殻物を収穫していく
ように構成されている。

追従用制御装置Ｍは、マイクロコンピユータ
（以下マイコンと略称する）から成り、追従用セ
ンサ１９の検出信号をインプツトインタフエイス
２０に入力して中央処理装置２１に伝え、記憶装
置２２の記憶情報に従つて処理し、アウトプツト
インタフエイス２３から出力して操向装置Ｄの操
向用油路切換弁１７を切換作動させるように構成
されている。

操向装置Ｄは、切換弁１７が中立位置から右又
は左に切換えられると、右又は左の油圧シリンダ
１４Ｒ，１４Ｌが伸び、右又は左のクラツチレバ
ー１５Ｒ，１５Ｌを介してミツシヨンケース１３
内の右又は左のクラツチ１６Ｒ，１６Ｌを切断し
て、右又は左のクローラ５Ｒ，５Ｌを停止させ、
機体１を右又は左へ操向するように構成されてい
る。

上記追従用センサ１９は、非接触形の距離セン
サのうち超音波投射受信式距離測定器で構成され
る。

この距離測定器は、右端の引起し装置７に所定
の地上高で斜め前下向きに取付けられる。

そして、その検出領域２５は、左右方向に所定
の開角θを有する扇形の領域に設定され、この開
角θの中間部に追従基準点２４がコンバインＣ上
の固定点として設定される。

そして、上記検出領域２５が全体として未刈地
Ｂ側へ臨むようにする為に、追従基準点２４に対
して未刈地側側縁２６がなす未刈地側開角θ₂を、
既刈地側側縁２７がなす既刈地側開角θ₁よりも、
大きく設定するが、上記検出領域２５の未刈地側
側縁２６の地面検出点２８が刈取装置８の刈幅の
未刈地側側縁２９の付近に位置するように設定す
る。

追従用センサ１９は、１回当りの検出ごとに上
記検出領域２５を一定速度で走査するように構成
され、この領域２５をｉ等分した各領域から各１
個の検出信号即ち合計ｉ個の検出信号を追従用制
御装置Ｍのインプツトインタフエイス２０へ入力
するようになつている。第４図に示すように、検
出センサから超音波が俯角αで前方ｒの地点に向
けて発せられるが、殻稈１８を検出すると測定距
離l₁は短く、殻稈１８を検出しないと測定距離l₂
は長く検出されることになる。

そこで、制御装置Ｍ内に臨界距離l₀を設定して
おいて、距離センサ１９で検出された各検出地点
までの測定距離l₁，l₂が臨界距離l₀よりも大きい
か小さいかを検出することにより、各検出地点が
追従目標線Ｌの左右どちらの側に位置するか判別
するように構成する。

このようにして、検出領域２５内で略半径ｒだ
け前方の位置において、追従目標線Ｌの左側を検
出する検出地点と右側を検出する検出地点との境
界地点を得ることができる。

ここで、距離センサ１９は、第６図に示すよう
に、小形電動機３０（正転・逆転切換可能）でウ
オームギヤ３１を介してピニオン３２を回動させ
ることにより、所定の回転角速度で軸３３の回り
に左右揺動するように形成されている。そして、
一回当りの検出では距離センサ１９が検出領域２
５の右側から左側へ走査して検出後、右側の原位
置に復帰するようになつている。

上記のように、得られた境界地点を制御装置Ｍ
に記憶させるとともに、この境界地点が追従基準
点２４に近づく方向にコンバインＣを操向制御す
るように追従用制御装置Ｍを構成する。

そして、コンバインＣが所定距離前進する毎に
若しくは所定時間経過毎に上記の検出により境界
地点に関する記憶情報が更新される。

ここで、第５図において、距離センサ１９の検
出領域２５上の殻稈既刈地検出地点の途中の一部
に殻稈未刈地検出地点３４がある場合には、複数
の殻稈既刈地検出地点の両側に殻稈未刈地検出地
点３４が検出されるので、制御装置Ｍによつて判
別可能であり、この場合にはこの殻稈未刈地検出
地点３４を無視してコンバインＣを操向制御する
ように構成するのが望ましい。

また、殻稈１８と殻稈１８との間を検出する
と、殻稈未刈地検出地点域にも拘らず、殻稈１８
を検出しない場合が起るが、その隣りの検出地点
に殻稈１８を検出するなどの傾向を示すので、追
従用制御装置Ｍで判別するものとする。

このようにして、追従目標線Ｌの右側・左側を
検出する検出地点間の境界地点を確実に検出する
ことができる。

上記の実施例を次のように変更することができ
る。

(イ) 上記実施例では、距離センサとして超音波投
射受信式距離測定器を用いたが、光波受信式距
離測定器で距離を測定するように構成してもよ
い。要するに、距離センサは非接触形の距離セ
ンサであればよい。

(ロ) 追従用制御装置として、論理回路等を組合せ
た専用の電子制御回路を用いてもよい。

(ハ) 本発明の自動操向装置は、コンバイン以外に
も、バインダ等の刈取装置付き移動農機にこの
まま直ちに適用できる。

(ニ) 前記実施例のように、距離センサが左右に往
復して各検出地点を検出する構造とせずに、距
離センサが検出領域内の各検出地点を同時に検
出する構造とする。

本発明は、上記のように構成されるので、次の
効果を奏する。

(1) 刈取装置付き移動農機の追従目標線を非接触
形距離センサで検出するので、検出誤差や検出
ミスが少なく、移動農機の操向制御の精度を高
めることができるだけでなく、検出誤差や故障
などの発生率が少なく、耐久性に優れ、長期に
亘り高精度の操向制御を維持できる。

(2) 移動農機の前方略所定距離の位置に向けて左
右方向に所定開角で広がる検出領域に亘つて追
従用センサで検出することにより、各検出地点
が既刈地と未刈地との境界から成る追従目標線
の左右のどちら側に在るかを判別し、これによ
つて移動農機の前方における境界地点（追従目
標線の直近に在る）の位置を求め、この境界地
点に追従基準点を近づける方向に操向制御する
ので、常に移動農機の所定距離前方の状況に応
じて操向制御することになる。

従つて、移動農機の直前の状況によらず、長
期的見地から適切に操向制御することができ
る。そして、検出領域の未刈地側開角の方が大
きくなるように検出領域を設定するので、主と
して未刈地側を十分広く検出しながらも、既刈
地側を必要な範囲で検出し不必要に広く検出し
ないので、ロスのない効率的な検出が可能とな
る。

(3) 追従目標線を検出する手段としての非接触形
の距離センサと簡単な構造の操向装置と追従用
制御装置を付設するだけなので、簡単・安価に
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はコンバ
インの全体斜視図、第２図は操向装置の概略構成
図、第３図は操向装置のブロツク図、第４図・第
５図は刈取り状態を示す概略側面図、概略平面
図、第６図は距離センサ駆動機構の概略平面図で
ある。 Ｃ……移動農機（コンバイン）、Ｄ……操向装
置、Ｌ……追従目標線、Ｍ……追従用制御装置、
Ａ……既刈地、Ｂ……未刈地、θ……所定の開
角、θ₁……既刈地側開角、θ₂……未刈地側開角、
l₀……臨界距離、l₁，l₂……測定距離、１９……
追従用センサ、２４……追従用基準点、２５……
検出領域、２６……未刈地側側縁、２７……既刈
地側側縁、３４……殻稈未刈検出地点、８……刈
取装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 刈取装置付き移動農機の操向装置を追従セン
   サの検出信号に基き追従用制御装置で操向制御可
   能に構成し、追従用センサが田畑に植立する殻稈
   の既刈地と未刈地との境界で形成された追従目標
   線を検出することに基き、追従用制御装置が作動
   して、操向装置を制御し、移動農機を追従目標線
   に追従させて走行させるように構成し、上記追従
   用センサは非接触形の距離センサで構成し、この
   距離センサは移動農機に所定の地上高で斜め前下
   向きに取付け、距離センサの検出領域を左右方向
   に広がる所定の開角をもたせて設定するととも
   に、その開角の中間部に追従基準点を設定し、追
   従基準点に対して検出領域の未刈地側の側縁がな
   す未刈地側開角を既刈地側の側縁がなす既刈地側
   開角よりも大きく設定し、距離センサの検出領域
   上の各検出地点が追従目標線の左右どちら側にず
   れているかを検出するための臨界距離を一定の寸
   法に設定し、距離センサの各検出地点の各測定距
   離が臨界距離よりも大きいか小さいかを検出する
   ことにより、各検出地点が追従目標線の左右どち
   らの側を検出しているかを判別するように構成
   し、追従目標線の左側を検出する検出地点と右側
   を検出する検出地点との境界地点が追従基準点に
   近ずく方向に操向装置を制御するように追従用制
   御装置を構成した事を特徴とする移動農機の自動
   操向装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した自動操向装
   置において、移動農機がコンバインであるもの。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載した自動操向装
   置において、移動農機がバインダであるもの。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちのど
   れか１項に記載した自動操向装置において、距離
   センサが超音波投射受信式距離測定器であるも
   の。 ５ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちのど
   れか１項に記載した自動操向装置において、距離
   センサが光波受信式距離測定器であるもの。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちのど
   れか１項に記載した自動操向装置において、距離
   センサが検出領域内の各検出地点を左右に往復し
   て順に検出する構造になつているもの。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のうちのど
   れか１項に記載した自動操向装置において、距離
   センサが検出領域内の各検出地点を同時に検出す
   る構造になつているもの。 ８ 特許請求の範囲第１項乃至第７項のうちのど
   れか１項に記載した自動操向装置において、距離
   センサの検出領域の未刈地側側縁の地面検出地点
   を刈取装置の刈幅の未刈地側側縁の付近に位置さ
   せたもの。 ９ 特許請求の範囲第１項乃至第８項のうちのど
   れか１項に記載した自動操向装置において、追従
   用制御装置がマイコンからなるもの。 １０ 特許請求の範囲第１項乃至第８項のうちの
   どれか１項に記載した自動操向装置において、追
   従用制御装置が専用の電子制御回路からなるも
   の。 １１ 特許請求の範囲第１項乃至第１０項のうち
   のどれか１項に記載した自動操向装置において、
   距離センサの検出領域上の殻稈既刈地検出地点域
   の途中の一部に殻稈未刈検出地点を僅かに検出し
   た場合に、この殻稈未刈検出地点を無視して制御
   するように追従用制御装置を構成したもの。 １２ 特許請求の範囲第１項乃至第１１項のうち
   のどれか１項に記載した自動操向装置において、
   移動農機が所定距離前進するごとに、距離センサ
   の検出信号を追従用制御装置にインプツトするよ
   うに追従用制御装置を構成したもの。