泥土の硬軟検出装置

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【発明の名称】	泥土の硬軟検出装置
【発明者】	【氏名】岡田卓也【氏名】水津清明【氏名】和泉満孝【氏名】小佐野光【氏名】塩崎孝秀
【要約】	【課題】泥土に突入して前進している抵抗体の傾斜角の大小でその硬軟を検出するが、抵抗体が常時泥土に突入していて、泥面が荒れるおそれがある。【解決手段】泥土の表面を横軸３３の回りに揺動しながら滑走するフロート３０に抵抗体４６を短時間上から泥土に向かって突出するように設け、抵抗体４６が泥土に向かって突出したときのフロート３０の傾斜角の大小でその泥土の硬軟を検出するようにした硬軟検出装置。

【特許請求の範囲】
【請求項１】泥土の表面を横軸３３の回りに揺動しながら滑走するフロート３０に抵抗体４６を短時間上から泥土に向かって突出するように設け、抵抗体４６が泥土に向かって突出したときのフロート３０の傾斜角の大小でその泥土の硬軟を検出するようにした硬軟検出装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、田植機や湛水直播機のような水田用の移動農機に用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】泥土の表面を横軸の回りに揺動しながら滑走するフロートで苗植装置や播種装置などの作業装置を支持するようになっている。そして、泥土の硬さが標準的な水田におけるフロートの前後方向の傾斜角（基準姿勢）に対し、泥土が硬いと、若干前上りに傾斜した姿勢を基準姿勢としてフロートのハンチング（過激な揺動）を防ぎ、泥土が軟らかいと、若干前下りに傾斜した姿勢を基準姿勢としてフロートの下面による泥押しを防ぐようになっている。また、移動農機が水田の耕盤が深い所に来て車輪が沈み、フロートがそれぞれの基準姿勢から前上りに傾斜すると、作業装置と横軸が上昇して基準姿勢に戻り、耕盤の浅い所に来て車輪が浮き、フロートが前下りに傾斜すると、作業装置と横軸が下降して基準姿勢に戻る。この昇降で作業装置を泥面から一定の高さに保つようになっている。
【０００３】ここに、泥土の硬度の判断がオペレータの経験で行われていた。また、フロートの側方に設けた抵抗体を常時泥土に突入させ、そのフロートが泥面を滑走するときの抵抗体の傾斜角の大小で泥土の硬軟を検出し、フロートを上記の基準姿勢に設定するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】泥土の硬軟とその度合いの判断を、オペレータの経験によると、個人差で大きな誤差が発生する。フロートの側方に配置した抵抗体を常時泥土に突入させていると、均平にした泥面が荒らされる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、この発明は、泥土の表面を横軸３３の回りに揺動しながら滑走するフロート３０に抵抗体４６を短時間上から泥土に向かって突出するように設け、抵抗体４６が泥土に向かって突出したときのフロート３０の傾斜角の大小でその泥土の硬軟を検出するようにした硬軟検出装置とした。
【０００６】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施例を説明する。走行車体１の後に苗植装置２が装着されて田植機となっている。（図１，図２）。走行車体１がつぎのように構成されている。フレーム３の前後に主歯車箱４と後輪歯車箱５が取付けられ、これらの外側に前輪６と後輪７が配置されている。エンジン８がフレーム３に取付けられ、その動力が主歯車箱４内の変速機を経由して前輪６と後輪７に伝わり、これらが水田の耕盤上で回転して走行車体１が前進するようになっている。
【０００７】フロア９が主歯車箱４とフレーム３の上にこれらと一体に設けられ、これから突出したカバー１０がエンジン８を被っている。座席１１がカバー１０の上に設けられ、ハンドルフレーム１２がフロア９の前部から上に突出している。ステアリングホイル１３がハンドルフレーム１２の上に配置され、その操作で前輪６が操縦されて走行車体１の進路が変わるようになっている。
【０００８】支柱１４がフレーム３の後部から上に伸び、これとその後の昇降枠１５が平行なリンク１６で連結されている。昇降シリンダ１７の前部がフレーム３に取付けられ、これから斜後上に突出したピストンロッドの後端が、上のリンク１６から下に伸びたアーム１８の下端に接続している。そして、ポンプ（図示していない）が吐出した油を昇降バルブ１９（図５）が昇降シリンダ１７に送ると、ピストンロッドが突出して、昇降枠１５が同じ姿勢を保って上昇し、その油をタンクに戻すと、昇降枠１５が下降するように出来ている。
【０００９】苗植装置２がつぎのように構成されている。歯車箱２０が昇降枠１５の下部に前後方向のローリング軸２１でその回りに揺動し得るように取付けられている。３本の植込フレーム２２が歯車箱２０から等間隔で後に伸び、それぞれの後部の両横に小判形の回転ケース２３が取付けられている。植付クラッチケース２４が支柱１４に固定され、主歯車箱４内におけるエンジン８の動力の一部がその中の植付クラッチ２４ａ（図５）を経由して歯車箱２０内に達したのち、植込フレーム２２内を通ってそれぞれの回転ケース２３に伝わり、これらが右（図１）から見て反時計方向に回転するように出来ている。一対の植込杆２５がそれぞれの回転ケース２３に取付けられ、その中の遊星歯車により、上記の回転にともなって同じような姿勢を保って旋回するようになっている。６個の苗取口２６ａを有する苗受板２６が植込フレーム２２に横長に固定され、それぞれの苗取口２６ａを一対の植込杆２５の先端部が上記の旋回の下降の初期に交互に通過するようになっている。
【００１０】支柱２７が両横の植込フレーム２２の前部から斜前上に伸び、それぞれの上端と苗受板２６の前部で苗載台２８が左右に移動するように支持されている。苗載台２８は、前上りに傾斜し、左右の側壁の間が５本の隔壁で６個の区画に区分され、歯車箱２０に達したエンジン８の動力の一部で往復駆動される。それぞれの区画には、ベルトコンベア２９が配置されている。
【００１１】そして、それぞれの区画に、マット状の集団苗が後端を苗受板２６上に突出させて載る。集団苗の後端は、苗載台２８の横移動で苗取口２６ａの上に来ると、植込杆２５の先端部で一株分が欠ぎ取られる。欠ぎ取られた苗は、植込杆２５とともに下降し、その旋回の下端で泥土に刺し込むようにして移植される。苗載台２８が上記の移動で右端（又は左端）に来て集団苗の後端の左端（又は右端）の欠ぎ取りが終了すると、ベルトコンベア２９が集団苗を苗受板２６側に繰り出し、苗載台２８が左（又は右）に動き出す。この繰り返しにより、苗が６条に移植される。
【００１２】フロート３０がそれぞれの植込フレーム２２の下に配置され、走行車体１の前進で水田の泥土の表面（泥面）を滑走するようになっている。フロート３０がつぎのように出来ている。回動軸３１（図４）が植込フレーム２２の下腹部に配置され、これから斜後下に伸びたアーム３２にそれぞれのフロート３０の後部が横軸３３で揺動自在に取付けられ、調節レバー３４を回すと、それぞれの横軸３３が昇降して上記の苗の植込深さが調節出来るようになっている。
【００１３】その中央のフロート３０Ａ（センターフロートと云う）が図４のように出来ている。支持板３５が上下で平行なリンク３６，３７で歯車箱２０に取付けられて、同じ姿勢で昇降するようになっている。上のリンク３６と一体の後の回動軸３６ａからアーム３８が下に伸び、その下端と調節レバー３４の中間がロッド３９で連結されて、調節レバー３４の操作で横軸３３が昇降すると、支持板３５が同方向にほぼ同量昇降するようになっている。レバー４０の中間が上のリンク３６の前の回動軸３６ｂに揺動自在に取付けられ、その後端とセンターフロート３０Ａの前部がロッド４１で連結されている。傾斜センサ（ポテンショメータによる傾斜センサ）４２が支持板３５に固定され、そのアーム４２ａとレバー４０の前端がロッド４３で連結されている。そして、センターフロート３０Ａが横軸３３の回りに揺動すると、アーム４２ａが揺動して傾斜センサ４２の計測値が変化し、その計測値が制御装置４４に入力されている。
【００１４】溝４５がセンターフロート３０Ａの底面に前後方向に設けられ、センターフロート３０Ａが泥面から沈むと、泥土が益り上るようにしてその中に入り、その前進で後に向かって流れるようになっている。従って、泥土が軟らかくなるに従って、センターフロート３０Ａの沈み量が増えてこの溝４５に入り込む土の量が増加する。フラップ（抵抗体）４６が横軸４６ａでセンターフロート３０Ａの支持具４７に取付けられ、歯車箱２０に取付けた回動モータ４８がＯＮするとそのアーム４８ａが反時計方向に一回転し、ワイヤー４９を張ってフラップ４６を溝４５内に突出したのち、ワイヤー４９を緩めてフラップ４６を溝４５から上に抜くようになっている。
【００１５】従って、フラップ４６が溝４５内に突入すると、溝４５内を流れている泥土に当ってその泥土を乗り越えるため、センターフロート３０Ａが横軸３３の回りに時計方向に回って前上りに傾斜する。そして、その傾斜角度は、溝４５内を流れている泥の量、すなわち、泥が軟らかくなるに従って大になる。昇降レバー５０が座席１１の右に配置され、その回動角が昇降レバーセンサ５０ａ（図５）で制御装置４４に入力されている。
【００１６】制御装置４４は、その入力で昇降バルブ１９と植込クラッチ２４ａにつぎのように出力する。
■昇降レバー５０が右（図１）から見て時計方向に操作されて「上げ」の位置にあると、昇降バルブ１９が「上げ」となって油を昇降シリンダ１７に供給し、昇降枠１５（苗植装置２）が上昇する。
【００１７】■昇降レバー５０がその位置から反時計方向に操作されて「下げ」の位置に来ると、昇降バルブ１９が「下げ」となって昇降シリンダ１７内の油をタンクに戻し、苗植装置２が下降する。その下降でセンサフロータ３０Ａが泥面に当り、その傾斜が基準姿勢となると、そのときの傾斜センサ４２からの入力の基準値で昇降バルブ１９を「中立」にし、ポンプが吐出した油をタンクに戻すとともに昇降シリンダ１７内の油を閉じて苗植装置２の高さをその位置に保つ。なお、昇降レバー５０のこの位置で植付クラッチ２４ａを「入り」にする。
【００１８】■昇降レバー５０がその位置から少し時計方向に操作されると、植付クラッチ２４ａを「切り」にし、さらに操作されると■になる。
■ ■の状態で走行車体１が水田を前進し、耕盤の深い所に来て走行車体１が沈み勝手になると、横軸３３が下ってセンタフロート３０Ａが前上りに傾斜する。すると、傾斜センサ４２からの入力値が基準値から上り、この入力で昇降バルブ１９に出力して苗植装置２を上昇させる。この上昇で入力値が基準値に戻ると、昇降バルブ１９を「中立」にしてその上昇を止める。これとは逆に、走行車体１が耕盤の浅い所に来て浮き勝手になると、センタフロート３０Ａが前下りに傾斜する。すると、傾斜センサ４２からの入力値が基準値に戻るまで、苗植装置２を下降させる。
【００１９】■走行車体１が水田を前進中に■になると、一定時間後、回動モータ４８を一回転させる。
■タイマ設定ダイヤル５１が設けられ、その入力で、設定した間隔で回動モータ４８を間隔回転させる。
■回動モータ４８の作動でフラップ４６が突入すると、その間、センタフロート３０Ａの傾斜が変化する。変化した傾斜センサ４２からの入力値で、図６のように、泥土の硬軟を計測し、センタフロート３０Ａのその硬軟に基づく基準姿勢を変化させる。なお、図６中のＣは、泥土の硬度が標準的な水田でＣがＡに一致するように、Ｂに加減乗除する常数と算式を実験で決定し、フラップ４６が突出したときにこれで得られたＢの修正値である。また、フラップ４６が突出したときは、■は停止する。
【００２０】この発明の実施に当り、昇降レバー５０による植込クラッチ２４ａの「入り」の入力に代えて（又は加えて）、スロットルレバー５２や変速レバー５３の操作をそれぞれのセンサ５２ａ，５３ａで制御装置４４に入力し、走行車体１の前進速度を変えたときに回動モータ４８に出力して泥土の硬軟を計測することができる。
【００２１】歯車箱２０又はフレーム３に角度センサ５４を設け、苗植装置２又は走行車体１が一定の範囲以上に横に傾くと、回動モータ４８に出力して泥土の硬軟を計測することができる。抵抗体のフラップ４６を棒や杆などに代えて、センタフロート３０Ａの側方に配置することができる。抵抗体の泥土に対する突入深さその他により、センタフロート３０Ａはその硬軟に応じて上記とは逆に回動させることもできる。
【００２２】上記の抵抗体（フラップ４６）に代えて、右（又は左）端のフロート３０Ｂ（図６，図７）の前部を、フラップ４６の突出と同じように間欠的に押し下げ、そのときの歯車箱２０の角度センサ５４からの入力値で泥土の硬軟を検出させることができる。すなわち、図５のように、制御装置４４からの出力で回動モータ４８Ａがアーム４８ｂを一回転させると、ワイヤー４９Ａがフロート３０Ｂを横軸３３の回りに揺動させるようになっている。その揺動でフロート３０Ｂの前部が下降したとき、歯車箱２０（苗植装置２）は右上りに傾斜するが、泥土が硬くなるに従ってフロート３０Ｂの前部の沈み量が小さくなるので、その傾斜角が増大する。制御装置４４は、上記と同様に角度センサ５４からの入力で、その傾斜角を検知し、センサフロート３０Ａの基準姿勢を前記と同じように設定する。
【００２３】苗載台２８などをつぎのように設けることができる。苗載台２８が右端の隔壁５５で分割され（図２）、区画２８－１が区画２８－２の上に折り畳まれるようになっている（図３）。そして、苗載台２８を右に移動させたのち、区画２８－１を区画２８－２の上に折り畳むと、残りの苗載台２８の中心が走行車体１の中心に一致するように出来ている（この状態で路上を走行させる）。それぞれの支柱２７から外に突出したアーム５６の先にウインカ５７が取付けられている。それぞれのアーム５６が中間で折り曲がったり、伸縮したりするように設けられている。そして、アーム５６を直線状にしたり、引き伸ばすと、一対のウインカー５７が、作業中の苗載台２８の外に位置し（図２）、アーム５６を縮小させると、上記のように端が折り畳まれた苗載台２８のすぐ外に来るようになっている（図３）。なお、ウインカー５７に代えて、又はこれに併せて反射板を取付けることが出来る。この構成によると、苗載台２８を折り畳んだ小型特殊自動車の状態でも、これを広げた作業状態でも、ウインカー５７や反射板が使用できる効果がある。
【００２４】線引マーカ５８をつぎのように設けることができる。これは、左右対称のため、右のものについて説明する。支持腕５９がフロア９から右に突出している。鉄板がＵ字形に曲がって回動板６０となり、支持腕５９にその突端を被うようにして横軸６１で取付けられている（図１０）。マーカーアーム６２が回動板６０から吐出し、その先端に橇状の線引マーカー５８が取付けられている。そして、横軸６１の回りに回ってマーカーアーム６２がほぼ水平に倒れると、マーカー５８が泥土に当って走行車体１の前進で泥面に線を引く使用姿勢となり、マーカーアーム６２が直立すると、マーカー５８が泥土から上昇して不使用姿勢に転換するように出来ている。
【００２５】伝動ケース６３が支持腕５９の先端部の後側に配置され、前者の内端をピン６４で後者に取付けるとともに前者の外端をばねで引き下げ、その止片６３ａを後者の上面に引き付けて両者が固定されている（図１０，図１１）。主軸６６が伝動ケース６３に縦向きに取付けられ、これと一体のウォームホイル６７にモータ６８で駆動されるウォーム６９が咬んでいる（図１２）。作動軸７０が伝動ケース６３に横向きに取付けられ、これにキーで固定された扇形ウォームホイル７１が主軸６６と一体のウォーム７２に咬んでいる。従って、モータ６８の回転が２組のウォームとウォームホイルで大巾に減速されて作動軸７０に伝わる。
【００２６】前面に山形の爪７３ａを備えた受動体７３が作動軸７０の前方突出部に回転自在に取付けられ、後面に山形の爪７４ａを備えた主動体７４が作動軸７０にキー７５で回転しないように取付けられ、その主動体７４がばね７６で押され、爪７４ａが爪７３ａに咬んで滑りクラッチ７７となっている。なお、爪７３ａ，７４ａに代えて摩擦板を用いることができる。滑りクラッチ７７がケース７８で被われている。
【００２７】伝動アーム７９が受動体７３から上に突出し、その突端のピン８０と、回動板６０の横軸６１よりも上のピン８１がロッド８２で連結されている。そのため、モータ６８の回転が、ウォーム６９、ウォームホイル６７、主軸６６、ウォーム７２、扇形ウォームホイル７１、作動軸７０、主動体７４、受動体７３、作動アーム７９およびロッド８２をこの順に伝わって回動板６０を経てマーカーアーム６２に達する。そして、マーカーアーム６２が直立して図１０の不使用姿勢にあるとき、モータ６８を正転させると、作動アーム７９がこれから反時計方向に回動してマーカーアーム６２が横軸６１の回りに同方向に回り、倒伏して使用姿勢となる。これとは逆に、マーカーアーム６２が使用姿勢にあるとき、モータ６８を逆転させると、作動アーム７９が時計方向に回ってマーカーアーム６２が不使用姿勢に直立する。また、マーカーアーム６２が上記の移動の途中その他で障碍物に当って動かなくなると、爪７４ａが爪７３ａから滑る。
【００２８】非電導性の基板８３が扇形ウォームホイル７１の側面に取付けられ（図１３）、これに一対の円弧状の電導性のパターン８４，８５が設けられている。一対のスイッチ８６，８７が基板８３の外に配置され、それぞれのブラシ８６ａ，８６ｂおよび８７ａ，８７ｂがそれぞれのパターン８４，８５に接触するようになっている（図１４）、そして、マーカアーム６２が使用姿勢なると、ブラシ８６ａ，８６ｂがパターン８４から離れてモータ６８の回転が自動的に停止し、不使用姿勢になると、ブラシ８７ａ，８７ｂがパターン８５から離れてモータ６８の回転が自動的に停止するようになっている。
【００２９】従来は、マイクロスイッチを扇ウォームホイル７１の端に配置し、その端面で押すように構成していたので、伝動ケース６３が大形化していたが、この構成によると、これが著しく小形化できた。なお、左右のモータ６８を「オン」するスイッチボタン８８，８９を昇降レバー５０に取付けると（図１５）、操作性が向上する。
【００３０】
【効果】以上のように、この発明によると、フロートから短時間泥土に突出する抵抗体でそのフロートを揺動させ、その揺動の大小で泥土の硬軟を検出するので、抵抗体が常時泥土に突入しているものに比較して泥面の荒れが少ない。また、フロートの揺動を傾斜センサで検出し、検出値の大小で作業装置（苗植装置）を昇降するものにあっては、泥土の硬軟の検出にその傾斜センサが利用出来る。

【出願人】	【識別番号】００００００１２５【氏名又は名称】井関農機株式会社
【出願日】	平成１０年６月２３日（１９９８．６．２３）
【代理人】
【公開番号】	特開２０００－４６１９（Ｐ２０００－４６１９Ａ）
【公開日】	平成１２年１月１１日（２０００．１．１１）
【出願番号】	特願平１０－１７５８４６