| 【発明の名称】 |
コンバイン等の方向制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高木 真吾
【氏名】平山 秀孝
【氏名】土居 義典
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| 【要約】 |
【課題】コンバイン作業における方向制御時に、前後縦並びに配置した左右の方向センサの左右の検出杆を、検出タイミングが同期可能な形状とする。
【解決手段】条植穀稈の条間左右側の同時検出により機体１を左右操向して直進制御させる左方向センサ２と右方向センサ３を進行方向に対し前後位置に縦並びに配置すると共に、該左方向センサ２から左側へ又右方向センサ３から右側へ各々検出可能な長さ突出させた左検出杆２ａと右検出杆３ａを、検出タイミングが同期可能なるよう形成したことを特徴とするコンバイン等の方向制御装置の構成とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 条植穀稈の条間左右側の同時検出により機体１を左右操向して直進制御させる左方向センサ２と右方向センサ３を進行方向に対し前後位置に縦並びに配置すると共に、該左方向センサ２から左側へ又右方向センサ３から右側へ各々検出可能な長さ突出させた左検出杆２ａと右検出杆３ａを、検出タイミングが同期可能なるよう形成したことを特徴とするコンバイン等の方向制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンバイン等の方向制御装置に関し、条植穀稈の条間左右側を同時検出して進行方向の左右操向を行う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】条植穀稈の条間左右側の同時検出により機体を左右操向して直進制御させる左右の方向センサを、例えば、図３（ａ）に示す如く、刈取装置の分草体を支持する分草パイプの左右位置に横並びに配置することにより、左右の検出杆による検出タイミングを同期させているものがあるが、この左右配置のものでは、方向センサの本体が分草パイプから左右側に張り出すため、この分草パイプに近接している穀稈は検出不能となることがあり、検出領域に死角を生じることになる。
【０００３】このため、図３（ｂ）に示す如く、左右の方向センサを分草パイプの前後位置に縦並びに配置することにより、左右側への張り出しが少なくなるようにしているものが一般的であるが、この前後配置のものでは、左右の方向センサの両検出杆が前後にずれて、検出タイミングが同期せずに位相差を生じ検出精度が低下することになる。
【０００４】そこでこの発明は、左右の方向センサを前後位置に配置したものにおいて、この方向センサの両検出杆を検出タイミングが同期可能な形状とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、条植穀稈の条間左右側の同時検出により機体１を左右操向して直進制御させる左方向センサ２と右方向センサ３を進行方向に対し前後位置に縦並びに配置すると共に、該左方向センサ２から左側へ又右方向センサ３から右側へ各々検出可能な長さ突出させた左検出杆２ａと右検出杆３ａを、検出タイミングが同期可能なるよう形成したことを特徴とするコンバイン等の方向制御装置の構成とする。
【０００６】
【作用】上記の構成により、条植穀稈の条間左右側の同時検出により機体１を左右操向して直進制御させる左右の方向センサ２，３において、例えば、左方向センサ２を前側位置に右方向センサ３を後側位置に縦並びに分草体を支持する分草パイプに取り付けると共に、左方向センサ２の検出杆２ａを、左側に一定の後退角をもたせて検出可能な長さ突出させ、この左方向センサ２の検出杆２ａに対し右方向センサ３の検出杆３ａを、図１に示す如く、右側に作動位相差のない形状に形成して、同一姿勢の後退角をもたせて検出可能な長さ突出させることにより、左右の方向センサ２，３の検出タイミングを同期させることができる。
【０００７】
【発明の効果】上記の作用の如く、条植穀稈の条間左右側の同時検出により機体１を左右操向して直進制御させる前後位置に配置した、左右の方向センサ２，３の各検出杆２ａ，３ａを、左右側に各々同一姿勢の後退角をもたせて突出させた作動位相差のない形状とすることにより、従来の如く、左右の方向センサ２，３を作動位相差がないよう左右横並びに配置したときは検出領域が狭くなる不具合や、検出領域が狭くならないよう左右の方向センサ２，３を前後縦並びに配置したときは作動位相差が生じる不具合等がなく、左右の方向センサ２，３における検出領域の死角をなくすと共に、検出タイミングの同期誤差を少なくして、高精度の検出を行わせることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１２はコンバインの全体構成を示すもので、機体１の走行フレーム４下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クロ−ラ５を有する走行装置６を配設すると共に、該走行フレーム４上にフィ−ドチェン７に挟持搬送して供給される穀稈を脱穀し、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８及び排穀筒８ａを備えた脱穀装置９を載置構成している。
【０００９】該脱穀装置９の前方に、その前端側から植立穀稈を分草する分草体１０と、分草した穀稈を引き起こす引起部１１と、引き起こした穀稈を刈り取る刈刃部１２と、この刈り取っ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７へ受渡しする穀稈搬送部４５等を有する刈取装置１３を、走行フレーム４の前端側から油圧駆動による刈取シリンダ１４によって、土壌面に対し昇降自在に作用するよう配置構成している。
【００１０】該刈取装置１３の一側にコンバインの操作制御を行う操作装置１５と、この操作のための操作席１６とを設け、この操作席１６の下方側にはエンジン１７を搭載し、後方側には前記グレンタンク８を配置すると共に、操作装置１５と操作席１６とを覆うキャビン１８を設けて構成している。前記走行フレーム４の前端部に走行用のミッションケース１９を装架し、このミッションケース１９に内装したギヤ伝動経路に車速を検出する車速センサ２０を配設し、その伝動終段の駆動輪２１により前記左右の走行クロ−ラ５へ動力を伝達させると共に、これらの走行装置６，脱穀装置９，刈取装置１３，操作装置１５，エンジン１７等によってコンバインの機体１を構成させる。
【００１１】該刈取装置１３の構成は、図９，図１０に示す如く、ミッションケ−ス１９の上端部に固定した刈取架台２２に上下回動可能に刈取入力ケース２３を支承し、この刈取入力ケース２３から下方側に向け延設したパイプ状の入力縦ケ−ス２４を、刈取装置１３の下方部にその全幅に亘って設けた下部横伝動ケ−ス２５の中央部近傍位置に接合し、この下部横伝動ケ−ス２５の左端部近傍から前方斜上方へ向けて中間縦ケ−ス２６を接合延設すると共に、該刈取入力ケース２３に軸支した刈取入力軸２７から各ケース２５，２６を経由して動力を伝達させる構成とする。
【００１２】該中間縦ケ−ス２６を刈取装置１３の上部にその全幅に亘って設けた上部横伝動ケ−ス２８に接合し、この上部横伝動ケ−ス２８から適宜間隔で下方へ向けて突設した４本のラグ駆動ケ−ス２９を接合し、この４本のうち中２本を更に下方側へ延長し、その左側を経由して、穀稈の株元部を集送する中央位置の株元集送部３０と穂先側を集送する中央位置の上下２段の穂先集送部３１とに各々動力を伝達させ、その右側を経由して、穀稈の穂先側を集送する右側位置の上下２段の穂先集送部３１に動力を伝達させる構成とする。
【００１３】前記中間縦ケース２６の途中から方向変換させ、この中間縦ケース２６を経由して、穀稈の株元部を集送する左側位置の株元集送部３０と穂先側を集送する左側位置の上下２段の穂先集送部３１とに各々動力を伝達させ、前記下部横伝動ケース２５の右端部を経由して、穀稈の株元部を集送する右側位置の株元集送部３０に動力を伝達させる構成とする。
【００１４】該中央及び左右側の各集送チェン３２ａ，３２ｂ，３２ｃの前端側に相対して各々従動スプロケット３３ａ，３３ｂ，３３ｃを設け、この下側に各々掻込スターホイル３４ａ，３４ｂ，３４ｃを、上側に各々ラグベルト３５によって穀稈の株元部を掻き込む掻込部３６ａ，３６ｂ，３６ｃを前方へ向け延長して構成させる。
【００１５】該掻込部３６と同一構造の掻込部３７を、左右側に掻込スターホイル３８ｂ，３８ｃ及びラグベルト３５による掻込部３７ｂ，３７ｃとして、両掻込スターホイル３４ｂ，ｃと３８ｂ，ｃとを各々噛合連動させて掻込部３６側から掻込部３７側に動力を伝達すると共に、両掻込部３６ｂ，ｃ及び３７ｂ，ｃを各々相対して前端部を八字状に開いた左右一対の構成とする。なお、中央位置は片側の掻込スターホイル３４ａと掻込部３６ａのみで構成させる。
【００１６】図１１に示す如く、該各掻込スターホイル３４，３８の下方に植立穀稈を刈り取る刈刃部１２を左右に分割し刈取装置１３の全幅に亘って配設し、この左右の刈刃部１２を、前記下部横伝動ケース２５の両端部へ各々軸承した左右のクランク機構３９によって左右往復駆動可能に構成すると共に、該刈取装置１３の前端部に多条の植立穀稈を分草する複数の分草体１０を、刈取装置１３が下降したときは土壌面に近接するよう配設構成させる。
【００１７】該各分草体１０を支持する複数の分草パイプ４０を、該刈刃部１２を取り付ける下部横フレーム４１に接合し、この下部横フレーム４１を前記下部横伝動ケース２５に固定すると共に、該各分草体１０の後方側から上部を斜め後方へ向け、中央位置に左の１箇と左右側に各々左右１対の引起部１１を配置して植立穀稈を一度に５条列の引き起しを可能とし、この各引起部１１の引起ケース４２に引起ラグ４２ａを内装して構成させる。
【００１８】該刈取装置１３から集送穀稈を脱穀装置９へ供給するときの供給深さを調節するため、穂先側と株元側の上下二段に設けた穂先側供給用の供給ラグ４３と株元側供給用の供給チェン４４とによって穀稈搬送部４５を構成させる。図１，図２に示す如く、該刈取装置１３の左側部に位置する左右１対の引起部１１の中央に対応する分草体１０の分草パイプ４０に、アナログ方式の左方向センサ２と右方向センサ３とを前後位置に縦並びに取付け、左方向センサ２から左方向に検出可能な長さに一定の後退角をもたせて突出させた左検出杆２ａを前後回動可能に支承すると共に、右方向センサ３から右検出杆３ａを、前後回動可能に支承する支承位置から左検出杆２ａの回動支承位置まで一旦前側に突出させ、この突出位置から折曲させて検出可能な長さに左検出杆２ａと同一姿勢の後退角をもたせて逆Ｌ字型に右方向に突出させて形成し、この左右の検出杆２ａ，３ａの回動角度を検出（例えば可変抵抗器等による電圧の高低）可能に構成させる。
【００１９】なお、該左右の方向センサ２，３の配置や左右の検出杆２ａ，３ａの形状等については、この実施例の要旨を逸脱しない限り如何なる形態であっても差し支えない。分草体１０を土壌面に近接させ走行装置６によって機体１を前進させて刈取装置１３により植立穀稈の刈り取りを行うが、この刈り取り時に分草体１０によって分草された穀稈を、各引起部１１によって穀稈の株元部から順次穂先部にかけて引き起し作用を行うと同時に、各掻込部３６，３７のラグベルト３５によって株元部を掻き込み、この掻き込まれた株元部を各掻込スターホイル３４，３８によって挟持すると共に刈刃部１２によって刈り取り、この刈り取られた株元部を各株元集送部３０の集送チェン３２に送り込み、この各集送チェン３２から引継集送部を経由して穀稈搬送部４５の供給チェン４４へ株元部を受け渡しすると共に、穂先部を供給ラグ４３へ受け渡しする。
【００２０】このような刈取作業時に、分草体１０によって分草された条間左右側の植立穀稈に、分草パイプ４０に前後位置に取り付けた左右の方向センサ２，３から各々左右側に突出させた、一定の後退角をもつ同一の姿勢及び形状の左右の検出杆２ａ，３ａが同時に接当して回動検出することにより、検出タイミングを同期させることができるから、左右の方向センサ２，３の検出位相差がゼロで、左右の検出杆２ａ，３ａの回動角度が左右同じときは、図４（ａ）に示す如く、左右条の株間の位相間隔が同じ場合、条間を条に並行に直進していると判定する。
【００２１】また、左右の方向センサ２，３の検出位相差があるときは、図４（ｂ）に示す如く、左右条の株間の位相間隔が違う場合、左右の方向センサ２，３の検出値を何回か読み込んだ後、その平均値をとりその値に近づけるよう方向制御する。また、左右の方向センサ２，３の検出位相差が頻繁に変化しているときは、図４（ｃ）に示す如く、左右条の株並びが乱れている場合、左右の方向センサ２，３の何れかの検出値を何回か読み込み、安定している方の検出値を優先して方向制御する。
【００２２】また、左右の方向センサ２，３が同時に検出すると共に、左右の検出杆２ａ，３ａの回動角度が急激に大きくなったときは株割りを始めた場合であり、一定時間内にｎ回以上の株割りを行ったときは、株割りしないよう反対方向に方向制御し、反対側の検出杆２ａ又は３ａが検出したときは切り戻しを行い、左右の方向センサ２，３の検出値の読み込みから再度制御をやり直す。
【００２３】また、左右の方向センサ２，３が穀稈に接当して検出信号が発生したときは方向制御の出力が要求されるが、この要求時に車速センサ２０により検出される車速が低速のときは、図５（ａ）に示す如く、一定時間パルス出力を継続した後に一旦出力を停止し、その後も出力要求が継続されているようであれば再度小刻みにパルス出力時間を減少させていく構成とすることにより、低速時には検出時間が長くなる傾向があるため、方向制御のブレーキ力が強くなって操向過剰となる不具合を、出力終段の間欠パルスによりブレーキ力を弱めて防止することができる。
【００２４】なお、前記の如く方向制御のための出力が要求されるときに車速が高速のときは、図５（ｂ）に示す如く、出力要求の時間通りパルス出力を継続し、出力要求が停止した後も一定時間オフディレーにより出力させる構成とすることにより、高速時には検出時間が短くなる傾向があるため、方向制御のブレーキ力が弱くなって操向不足となる不具合を、出力時のオフディレーによりブレーキ力を強めて防止することができる。
【００２５】また、車速が低速のときにブレーキ力を弱める別の手段として、図６（ａ）に示す如く、方向制御出力の出力要求を行うセンサレベルのニュートラルＮからの偏差ｙを大きくとる構成とすることにより、低速時にはパルス出力時間を少なくしてブレーキ力を弱め、操向過剰となる不具合を防止することができる。なお、車速が高速のときにブレーキ力を強める別の手段として、図６（ｂ）に示す如く、方向制御出力の出力要求を行うセンサレベルのニュートラルＮからの偏差ｙを小さくとる構成とすることにより、高速時にはパルス出力時間を多くしてブレーキ力を強め、操向不足となる不具合を防止することができる。
【００２６】また、図７に示す如く、左右の方向センサ２，３における両検出杆２ａ，３ａの回動角度を可変抵抗器等により検出したピーク検出値と、車速センサ２０による車速の検出値とによって株間を算出し、この株間に該当しない位置にてピーク検出を行ったときは、この検出値は異常検出値ｘ（苗植え付け時の転び苗等）と判定して方向制御のデータとしては使用しない構成とすることにより、株間検出の際の不規則なピーク検出による誤操向を防止して、方向制御時の性能向上を行うことができる。
【００２７】また、該左右の方向センサ２，３における両検出杆２ａ，３ａの回動角度を可変抵抗器等により検出した検出値と、車速センサ２０による車速の検出値とにより、図８（ａ），（ｂ）に示す如く、該検出杆２ａ又は３ａが稲株に接当する位置に応じて、機体１の単位移動距離に対する回動角度の変化率が、該検出杆２ａ又は３ａの回動支点から稲株が近いときは（ａ）に示す如く大きく、稲株が遠いときは（ｂ）に示す如く小さくなるから、この変化率によって、従来の検出手段に比較し稲株の大きさ等に影響されることなく的確に検出することができる。
【００２８】また、別の実施例として、農業機械では、各種の作業に対する制御を行うために通常複数のコントローラを備えており、これらのコントローラが故障したときには、特に収穫機等の如く作業時期が限られているものでは、素早く修理を完了して作業を再開させる必要がある。このため、図１３に示す如く、ＣＰＵ４６，ＲＯＭ４７，ＲＡＭ４８，ＥＥＰＲＯＭ４９，Ａ／Ｄコンバータ５０等を有する複数の各コントローラ５１，５２ｎ等において、各センサを機体１に取り付けたとき、各センサのばらつきや取り付け公差等により初期設定値が一定しないため、工場出荷時に初期設定値をＥＥＰＲＯＭ４９（不揮発性メモリ）に書き込み、この書き込まれた初期設定値の内容を、通信線５３によって各コントローラ５１，５２ｎ等に同じ内容を共有できるよう連絡すると共に、制御に必要な内容を各コントローラ５１，５２ｎ等のＲＯＭ４７に記憶共有させ、外部に設けた制御切替入力５４で各パートに応じた制御を行い、これらの制御内容を、例えば単一のコントローラ５１に重要機能を集中させて配置させる構成とすることにより、もしこのコントローラ５１が故障しても他のコントローラ５２ｎ等と入れ替え、最低機能を確保して作業を続行させることができる。
【００２９】該コントローラ５１，５２ｎ等において、図１４に示す如く、ＥＥＰＲＯＭ４９の内容を、パソコン５５との通信により書き替えするための信号を単一のコネクター５６に集約し、このコネクター５６の配線５７を、リセット信号を除き各信号ラインを全て並列に接続した構成とすることにより、従来の如く、個々のコントローラ５１，５２ｎ等毎にコネクター５６を配することによる作業効率の低下や、異なった制御プログラムを書き込む間違いや、個々の信号線を独立して配線することによるコネクター５６の大型化等を防止して、各信号ラインを並列に接続することで配線５７の本数を減らすことができると共に、一ケ所の書き込みコネクター５６の接続のみで複数のコントローラ５１，５２ｎ等の書き込みを可能とする。なお、コントローラ５１，５２ｎ等の書き込みは、書き込みをするコントローラ５１又は５２ｎ等のリセット端子を解除することで識別を行う。
【００３０】また、コントローラ５１，５２ｎ等のプログラムを書き替えるときに、図１５のフローチャートに示す如く、通信により書き込みを行うとき、書き込みプログラムの選択により書き込み内容の送信を要求し、書き込み内容の受信により、現在書き込まれている内容と送信された内容との比較を行い、同じ制御プログラムでないときは書き込みを行わないよう規制する。このような規制を行うことによりプログラムのバージョンアップを行うときに、別のプログラムを書き込むような間違いを防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１１月１８日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４６７０５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）６月２日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３１７１６０ |
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