| 【発明の名称】 |
コンバインの操向制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】尾崎 徳宗
【氏名】山形 浩司
【氏名】池田 太
【氏名】加藤 勝秀
【氏名】熊谷 雅行
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| 【要約】 |
【課題】車体をクローラ走行装置に対して横移動させる技術を用いて、茎稈列に沿って自動走行させる操向制御装置を円滑に作動させる。
【解決手段】刈取部と脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部を、クローラ走行装置１と運転部とを有した走行部に対して左右移動可能な横移動機構１５を、植立茎稈に接触作用する操向センサ４７の検出情報に基づいて正逆駆動させて植立茎稈に沿って自動走行させる横移動制御手段Ｄを設ける。各クローラ走行装置１に対してサイドクラッチ４２を備え、操向センサ４７の検出情報に基づくサイドクラッチ４２の入り切り操作により、植立茎稈に沿って自動走行可能な操向制御手段Ｅを設ける。先に横移動制御手段Ｄを実行させ、その後に操向制御手段Ｅを実行させるように、制御作動に順序を付ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 刈取部と脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部を、左右のクローラ走行装置を有した走行部に対して左右方向に移動調節可能な横移動機構と、植立茎稈と分草具との左右方向の相対位置を検出可能な操向センサとを備え、前記横移動機構を前記操向センサの検出情報に基づいて正逆駆動することにより、機体を植立茎稈に沿って自動走行させる横移動制御手段を設けてあるコンバインの操向制御装置。
【請求項２】 左右のクローラ走行装置の駆動速度に差を付けることが可能な速度差操向手段を備え、前記操向センサの検出情報に基づく前記速度差操向手段の作動により、機体を植立茎稈に沿って自動走行可能な操向制御手段を設け、前記操向センサが検出作動すると、先に前記横移動制御手段を実行させ、その後に前記操向制御手段を実行させるように、制御作動に順序を付けてある請求項１に記載のコンバインの操向制御装置。
【請求項３】 前記走行部と前記作業部との左右方向での相対位置を検出する位置センサを備え、前記横移動制御手段を行わせる指令が出ると、前記作業部を、これと前記走行部との全相対移動範囲における中央領域に移動させてから制御作動が開始されるように構成してある請求項１又は２に記載のコンバインの操向制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機体が茎稈列に沿って自動走行するように操向させる操向制御手段と、車体をクローラに対して横移動可能な横移動機構とを組合わすことにより、操向時のショックが少ないとか条合わせ精度が高くなるといった利点が得られるコンバインの操向制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンバインの操向制御装置は、特開平３‐２４６１６５号公報に示されたもののように、分草具に配備された操向センサと植立茎稈との接触による相対位置検出に基づいて、左右のクローラ走行装置のサイドクラッチを入り切り操作することにより、機体が茎稈列に沿って自動走行できるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】コンバインにおける機体操向は、前述したようにサイドクラッチ等によって左右のクローラ走行装置の駆動速度に差を付けることによる速度差操向であり、例えばトラクタ等のような車輪操舵式のものに比べると大雑把なものであって微妙な操向操作は苦手な構造である。そのため、実際には前述した公報に示されたように、ジグザグ状に蛇行走行して茎稈列に追従する状態となることが多いとともに、サイドクラッチの入り切り時におけるショックも大きく、全体としてギクシャクした制御作動であった。
【０００４】そこで本発明は、先に出願した特願平９−２２７７８８号において提案されたように、車体をクローラ走行装置に対して横移動できるようにする技術を用いることにより、茎稈列に沿って自動走行させる操向制御装置を円滑な作動状態で行わせるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔構成〕第１発明は、刈取部と脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部を、左右のクローラ走行装置を有した走行部に対して左右方向に移動調節可能な横移動機構と、植立茎稈と分草具との左右方向の相対位置を検出可能な操向センサとを備え、横移動機構を操向センサの検出情報に基づいて正逆駆動することにより、機体を植立茎稈に沿って自動走行させる横移動制御手段を設けてあることを特徴とする。
【０００６】第２発明は、第１発明において、左右のクローラ走行装置の駆動速度に差を付けることが可能な速度差操向手段を備え、操向センサの検出情報に基づく速度差操向手段の作動により、機体を植立茎稈に沿って自動走行可能な操向制御手段を設け、操向センサが検出作動すると、先に横移動制御手段を実行させ、その後に操向制御手段を実行させるように、制御作動に順序を付けたことを特徴とする。
【０００７】第３発明は、第１又は第２発明において、走行部と作業部との左右方向での相対位置を検出する位置センサを備え、横移動制御手段を行わせる指令が出ると、作業部を、これと走行部との全相対移動範囲における中央領域に移動させてから制御作動が開始されるように構成してあることを特徴とする。
【０００８】〔作用〕請求項１の構成によれば、刈取部と脱穀部と穀粒収容部とを備えた作業部を、左右のクローラ走行装置を有した走行部に対して左右方向に移動調節可能な横移動機構を用いて操向制御させる手段であり、例えば植立茎稈列に対して右に寄っているときには作業部を左に移動させるように制御される。これによれば、走行部の進行方向は変化せず、従って蛇行しないようになるとともに、サイドクラッチの入り切り操作が伴う場合のクラッチショックや、ギヤ式変速装置の変速を伴う場合の変速ショック等も無いようになる。
【０００９】例えば、サイドクラッチ操作で追従させる手段では、湿田である等の地面状況によっては制御の応答送れが顕著になるとか、僅かな軌道修正が難しい面があるが、横移動手段では即座に横方向に移動できるので、応答遅れの非常に少ない迅速な制御作動、及び微妙な修正も十分に可能であり、自動走行の制御速度や精度を高めることができるようになる。
【００１０】請求項２の構成によれば、作業部の走行部に対する横移動に加えて、サイドクラッチの入り切り等の速度差操向手段による従来の操向制御手段も用いるものである。すなわち、機体が茎稈列に対して左右に傾斜していて、横移動制御手段だけでは対応仕切れない場合には、操向制御手段を併用することによって茎稈列と機体とを平行な状態に戻すとか、逆向きに傾斜させて元の左右位置に戻す等の制御が可能になる。すなわち、先ず、横移動制御手段で対応させることにより、その制御作動で修復可能な範囲のズレならば、サイドクラッチ操作等を行うこと無く自動走行できるとともに、機体の茎稈列に対する傾斜が大きいとか、ズレ量が大きいときには、横移動制御手段に加えて操向制御手段も作動させることによって対応させることができる。
【００１１】つまり、機体の茎稈列とのズレが小さいときには横移動制御手段だけで対処させ、ズレが大きいときには操向制御手段との双方で対処させることが可能であり、極力蛇行やクラッチショックが生じないようにしながら、ズレの多少に拘わらずに確実な刈取り作業が行えるようになる。
【００１２】請求項３の構成によれば、先ず作業部を全横移動範囲における中央領域に移動させてから制御作動を開始させるものであり、左右いずれにズレている場合でも操向制御手段が対応できるようになる。
【００１３】〔効果〕請求項１〜３のいずれに記載のコンバインでも、（イ）操向センサに基づいて作業部を走行部に対して横移動させる横移動制御手段により、蛇行することやクラッチショック或いは変速ショックを回避できるとともに、制御速度や精度が向上し、きめ細かで確実に刈取作業できる高度な操向制御装置が得られた。
【００１４】請求項２に記載の操向制御装置では、横移動制御手段の後に従来の操向制御手段を行わせる組合わせ制御により、茎稈列に対して傾斜しているとか大なるズレ量があるときといった具合に、横移動制御だけではカバーが困難な場合でも対応させることが可能になる利点がある。
【００１５】請求項３に記載の操向制御装置では、横移動制御による上記効果（イ）を、機体の茎稈列に対するズレが左右方向のいずれであっても良好に発揮できる利点がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１にコンバインの側面図が、かつ、図２に平面図が夫々示され、ａは刈取部、ｂは脱穀部、ｃは穀粒収容部、１はクローラ走行装置、２は運転部、３はエンジン４とミッション２４とを備えた原動部である。
【００１７】刈取部ａは、引起し装置５、刈取装置６、縦搬送装置７等を備えて成り、機体に対して昇降可能である。脱穀部ｂは、フィードチェン８、扱胴９を備えた扱室１０、揺動選別装置１１、排藁カッター１２等を備えており、機体左側に搭載されている。穀粒収容部ｃは、脱穀部ｂから送られてきた穀粒を貯留するグレンタンク１３、このグレンタンク１３に回収された穀粒を機外排出するアンローダ１４等から構成されている。
【００１８】このコンバインでは、クローラ走行装置１と運転部２と原動部３を備えた走行部Ａと、刈取部ａと脱穀部ｂと穀粒収容部ｃとを備えた作業部Ｂとを、機体の左右方向に相対移動調節可能な横移動機構１５を備えてある。
【００１９】図１，図４〜図６に示すように、走行部Ａは、駆動スプロケット１６、緊張転輪１７、及び複数の従動輪１８を備えた左右のトラックフレーム１９，１９と、これらを昇降機構２０を介して支持する走行機台２１と、運転部２と原動部３を搭載支持する走行フレーム２７とで成るとともに、前及び後の油圧スライドシリンダ２２，２３を備えている。
【００２０】図１，図４，図５、及び図７に示すように、作業部Ｂは、作業フレーム２５に、刈取部ａ、脱穀部ｂ、グレンタンク１３、燃料タンク２６等を搭載支持して構成されており、レール構造を施すことによって走行フレーム２７に対して左右方向にスライド可能に支持してある。後油圧シリンダ２３は両端突き抜け型に構成され、そのパイプ製シリンダ筒２３ａが左右のトラックフレーム１９，１９を連結する部材に兼用されるとともに、ピストンロッド２３Ａの両端を作業フレーム２５後部の左右端部に連結してある。又、前油圧シリンダ２２も長さの短い両端突き抜け型に構成され、そのシリンダ筒２２ａを走行フレーム２７に固定するとともに、ピストンロッド２２Ａの両端を作業フレーム２５前部の左右端に連結してある。
【００２１】図８に示すように、４個のロッド２２Ａ，２３Ａと作業フレーム２５とは、ゴムカップリングＦを介して連結されている。ゴムカップリングＦは、ゴム部５１と、その両側の取付部５０，５０とで成り、一方の取付部５０をロッド２２Ａ，２３Ａ端に、かつ、他方の取付部５０を作業フレーム２５に夫々固定する。
【００２２】各油圧シリンダのピストンロッド２２Ａ，２３Ａは、油室２２ｂ，２３ｂを形成するための左右のエンドロッド２２ｃ，２３ｃどうしを連結パイプ２２ｄ，２３ｄで連結して成る長尺状に形成されている。つまり、前後の油圧シリンダ２２，２３の左右移動駆動により、作業フレーム２５を走行フレーム２７に対して所定範囲内で左右スライド移動可能に構成されているのである。そのスライド移動の状況は以下のようである。
【００２３】つまり、脱穀部ｂの左側板２８の左クローラ１Ｌから左方向への突出量と、グレンタンク１３の右側板１３ａの右クローラ１Ｒから右方向への突出量とがほぼ等しい状態、すなわち、作業部Ｂが走行部Ａから左右横側方へ所定量突出した標準位置〔図３（イ）参照〕と、この標準位置から作業部Ｂが走行部Ａに対して穀粒収容部存在側の反対側である左側に最も移動した移動位置〔図３（ロ）参照〕とに亘って、前後の油圧シリンダ２２，２３で成る横移動機構１５による作業部Ｂと走行部Ａとの相対位置を移動可能に構成してある。標準位置と移動位置との移動距離は、油圧シリンダ２２，２３の動作長さのことである。
【００２４】図５，図６、及び図９〜図１１に示すように、走行フレーム２７と作業フレーム２５との相対移動を規制可能な係合手段Ｈを設け、走行部Ａと作業部Ｂとが所定の相対セット位置になると係合手段Ｈが作用する状態に構成してある。作業フレーム２５は、走行フレーム２７に装備された複数の傾斜ローラ５２に載せ付けられており、作業フレーム側の転動面５３に対してローラ５２が転がることで相対移動する構造である。そして、グレンタンク１３が最も右に寄る位置と最も左に寄る位置との２箇所において、転動面５３にローラ５２が入り込む凹入部５３ａ，５３ａが形成してあり、前述した標準位置と移動位置との両位置においては、リーク等によって油圧シリンダ２２，２３による位置決め機能が不完全であっても、係合手段Ｈの作動により、走行部ａと作業部ｂとの相対位置ズレが先ず生じない。
【００２５】このコンバインでは、横移動機構１５を動かしての各種制御、すなわち、バランス制御手段Ｃ、横移動制御手段Ｄ、操向制御手段Ｅを行う制御回路を設けてある。そして、人為操作によって走行部Ａと作業部Ｂとを相対移動調節する手動操縦モードと、バランス制御手段Ｃが作動するバランス制御モードと、横移動制御手段Ｄが作動する横移動制御モードと、横移動制御手段Ｄと操向制御手段Ｅとが組合わされて作動する横移動・操向制御モードとを切換えるモード切換スイッチ３９を設けてある。
【００２６】バランス制御手段Ｃは、グレンタンク１３に貯留された穀粒量を検出可能な穀粒量検出段４１を備え、グレンタンク１３に貯留された穀粒量が増えるに従って、作業部Ｂを走行部Ａに対して左側に移動するように、穀粒量検出段と横移動機構１５とを連係するものである。
【００２７】つまり、図１２に示すように、前後の油圧シリンダ２２，２３の電磁制御弁３８と、電磁制御弁３８操作用の左右移動レバー４０と、グレンタンク１３下部に設けた重量計４１を制御装置３７に接続してあり、モード切換スイッチ３９を「バランス」モードに切換えてバランス制御手段Ｃの作動状態にすると、グレンタンク１３での回収穀粒量に応じて自動的に作業部Ｂが横スライドされる。
【００２８】すなわち、重量計４１の検出重量が最も軽いとき（穀粒が無いとき）には、作業部Ｂが最も右に寄った標準位置になり、重量計４１の検出重量が最も重いとき（穀粒が満載のとき）には、作業部Ｂが最も左に寄った移動位置になるように設定されており、穀粒の回収量が増えるに従って標準位置から左側への移動量が増えるように自動制御される。そして、グレンタンク１３が満載となる移動位置に操作された状態では、左右のクローラ走行装置１，１にほぼ等しい荷重が作用するように左右方向での重量バランスを設定してある。
【００２９】横移動制御手段Ｄは、植立茎稈と分草具４８との左右方向の相対位置を検出可能な操向センサ４７とを備え、横移動機構１５を操向センサ４７の検出情報に基づいて正逆駆動することにより、機体を植立茎稈に沿って自動走行させるものであり、具体的には、刈り始めにおける条合わせが横にズレているといったことがあっても、各分草具４８の左右間に同じ茎稈列が正しく導入され続けるように、作業部Ｂを走行部Ａに対して自動的に横移動させるのである。
【００３０】ここで、公知の操向センサ４７の構成を概略説明すると、図２，図１２に示すように、機体前方側に復帰付勢されたセンサバー４７ａと、そのセンサバー４７ａの機体後方への回動角を検出するポテンショメータ４７ｂとを一対備えており、機体進行に伴って分草具４８，４８の間に導入される茎稈の株元部分に接当するセンサバー４７ａが茎稈接当位置に応じて後方回動し、ポテンショメータ４７ｂからは、機体進行方向に並ぶ茎稈に対する分草具４８からの横方向間隔が小になるほど大となる信号が出力されるようになっている。
【００３１】従って、モード切換スイッチ３９を「横移動」モードに切換えて横移動制御手段Ｄの作動状態にすると、ポテンショメータ４７ｂの出力信号が所定の範囲に維持されるように、該ポテンショメータ４７ｂの出力信号の大小に応じて作業部Ｂを横移動させるように作動し、植立茎稈が隣合う一対の分草具４８，４８の間における所定の位置に導入され、株の切り残しの無い良好な刈取作業が行えるのである。
【００３２】但し、走行部Ａと作業部Ｂとの左右方向での相対位置を検出する位置センサ４９を備え、横移動制御手段Ｄを行わせる指令が出ると、作業部Ｂを、これと走行部Ａとの全横移動ストロークにおける中央領域に移動させてから制御作動が開始されるように構成してある。図５に示すように、走行部Ａ側と作業部Ｂに亘って装着されたストロークセンサで位置センサ４９を構成してあり、この位置センサ４９は、作業部Ｂが横移動ストロークの丁度中央位置及びその付近になると作動するように配置構成してある。従って、実際には、モード切換スイッチ３９を「横移動」モードに切換えて、作業部Ｂが前述した中央領域に寄り移動してから条合わせを行い、刈取作業を開始すると良い。
【００３３】操向制御手段Ｅは、左右のクローラ走行装置１，１に対して夫々サイドクラッチ（速度差操向手段の一例）４２を備え、操向センサ４７の検出情報に基づく一対のサイドクラッチ４２，４２の入り切り操作により、機体を植立茎稈に沿って自動走行させる公知の技術であり、詳細説明は割愛する。その概略は、ポテンショメータ４７ｂの出力信号が所定の範囲に維持されるように、ポテンショメータ４７ｂの出力信号の大小に応じて一方のサイドクラッチ４２の切り回数や切り時間等が自動調節されるのである。
【００３４】加えて、操向センサ４７が検出作動すると、先に横移動制御手段Ｄを実行させ、その後に操向制御手段Ｅを実行させるように、制御作動に順序を付けて両制御手段Ｄ，Ｅを組合わせる連係制御手段Ｊを制御装置３７に備えてあり、これは、モード切換スイッチ３９を「操向・横移動」モードに切換えることで行わせることができる。以下に、その種々の連係制御パターンを説明する。
【００３５】−連係制御その１−操向センサ４７が検出作動すると、先ず横移動制御手段Ｄを作動させて、作業部Ｂの横スライドのみで茎稈列に追従して走行するように制御を行い、その横スライドのみで軌道修正できる場合には操向制御手段Ｅは作動しない。機体が茎稈列に対して左右に明確に傾斜している等、限界迄横スライドしても追従仕切れない場合には、操向制御手段Ｅが作動してサイドクラッチ４２操作で機体の向きを変えて対処するのである。この場合、操向制御手段Ｅによる軌道修正と同時に横移動機構１５を駆動させて、左右いずれかに限界迄横スライド移動している作業部Ｂを、走行部Ａに対する横移動ストロークの中央領域に戻すように制御すれば好都合である。
【００３６】−連係制御その２−操向センサ４７が検出作動すると、先ず横移動制御手段Ｄのみを予め設定された一定時間作動させて茎稈列に追従させ、その後に操向制御手段Ｅを作動させる手段である。つまり、横移動制御手段Ｄのみで対応できるときには操向制御手段Ｅが作動せず、対応できないときに操向制御手段Ｅが作動するのである。この場合でも、操向制御手段Ｅの作動に伴って作業部Ｂを横移動ストロークの中央領域に戻すように制御すれば好都合である。
【００３７】−連係制御その３−目標軌道からのズレ量の大小によって、両制御Ｄ，Ｅの作動割合を決定させる、という手段でも良い。すなわち、操向センサ４７の検出値と基準値（ゼロボルト出力等の、目標軌道を進行しているときの予め決められた最小出力信号）との差を大、中、小の３段階に分けて対処する。すなわち、横移動ストロークの中央に位置する作業部Ｂの少ない移動範囲に相当するときには、横移動制御手段Ｄのみで対処する。
【００３８】左右の移動ストロークの半分程度等の中くらいの量に相当するズレがあるときには、先に実行される横移動制御手段Ｄを主に作動させて作業部Ｂの横移動で対処させて、サイドクラッチ４２による方向修正の割合は少なめとし、徐々に作業部Ｂが走行部Ａに対する左右の中央に戻るように制御させる。そして、左右片側の全ストロークの横移動に相当する大なるズレ量が見込まれるときは、先に実行される横移動制御手段Ｄによる修正量は少なくして、主に操向制御手段Ｅによるサイドクラッチ４２操作で迅速に軌道修正させるのである。
【００３９】そして、モード切換スイッチ３９を「手動」モードに切換えると、左右移動レバー４０の操作で電磁制御弁３８を操作する状態になり、作業部Ｂを任意に横移動することができる。図５に示すように、後油圧シリンダ２３の動きを検出する直線ポテンショメータ式等によるストロークセンサ（位置センサ）４９を設けてあり、作業部Ｂの走行部Ａに対する左右位置をフィードバックできるようにしてある。つまり、作業部Ｂは左右移動レバー４０の操作位置に追従して移動するようにしてあり、左右移動レバー４０を図１２において最も右側に操作すれば標準位置に移動し、最も左側に操作すれば移動位置に移動するのである。
【００４０】ところで、左右移動レバー４０を、中央が中立であり、左に傾倒すれば作業部Ｂが左に移動し、右に傾倒すれば右に移動する入切り型に構成し、左右のレバー傾倒操作で横移動機構１５を動かしてから中立に戻すことにより、作業部Ｂを意図する位置に操作できるというものでも良い。
【００４１】手動操縦モードの使い方としては、例えば、自動制御モードを選択していると、刈取脱穀作業の開始前では作業部Ｂが右に寄っているが、オーバーハングした突起のある狭い場所を通過する場合に、モード切換えスイッチ３９を「手動」にして作業部Ｂを左に移動させて通過できるようにする、といったことが考えられる。
【００４２】〔別実施形態〕速度差操向手段４２としては、サイドクラッチの他、駆動速度を左右で異ならせて操向させるものでも良い。例えば、左右のクローラ走行装置を独立駆動自在なＨＳＴ（静油圧式無段変速装置）や、多段ギヤ式ミッションや、左右のクローラ操向装置毎に装備したベルト無段変速装置等、種々のものが考えられる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月１９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１７８４０５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月６日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３５０３５６ |
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