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【発明の名称】 移動農機のロ−リング制御装置
【発明者】 【氏名】長井 博

【氏名】和泉 満孝

【氏名】名本 学
【要約】 【課題】従来の田植装置におけるロ−リング制御装置は、角速度センサと角度センサとが共に正常に機能しているときには、正確で、迅速な制御が期待でき、制御作動の応答の遅れ等が問題となることはほとんどない。しかし、例えば、前述の角速度センサが断線等で機能しなくなった場合に、角度センサだけで作業を継続すると、応答性がきわめて悪い制御作動になる課題がある。

【解決手段】走行車体１に対して、ロ−リング支持機構２を介して連結した作業装置３を、ロ−リング作動用のアクチュエ−タ４に接続する。前記作業装置３には、その左右方向の傾斜を計測する検出手段Ｓを設ける。該検出手段Ｓの検出情報に基づいて、前記アクチュエ−タ４を作動させる制御手段Ｃを設ける。該制御手段Ｃは、前記検出手段Ｓから入力される検出情報に基づいて左右傾斜の変化速度を算出して、アクチュエ−タ４に制御信号を出力できる構成とした移動農機のロ−リング制御装置である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行車体に対して、ロ−リング支持機構を介して連結されている作業装置は、ロ−リング作動用のアクチュエ−タに接続され、前記作業装置には、その左右方向の傾斜を計測する検出手段が設けられ、該検出手段の検出情報に基づいて、前記アクチュエ−タを作動させる制御手段が設けられた移動農機であって、該制御手段は、前記検出手段から入力される検出情報に基づいて左右傾斜の変化速度を算出して、アクチュエ−タに制御信号を出力できる構成とされている移動農機のロ−リング制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動農機のロ−リング制御装置に関するもので、農業機械の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来から移動農機の技術分野において、走行車体に対して、作業装置を水平状態に復帰させる、いわゆる、ロ−リング制御装置は、田植装置や刈取収穫装置において実用化されている。例えば、田植装置は、走行車体に角速度センサが設けられ、作業装置には角度センサが取り付けられ、両センサの検出情報に基づいて、制御手段からアクチュエ−タに制御信号が出力されてロ−リング制御を行なう構成としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の田植装置におけるロ−リング制御装置は、角速度センサと角度センサとが共に正常に機能しているときには、正確で、迅速な制御が期待でき、制御作動の応答の遅れ等が問題となることはほとんどない。しかし、従来のロ−リング制御装置は、例えば、前述の角速度センサが断線等で機能しなくなった場合に、角度センサだけでは本来の機能を発揮することができず、仮に、作業を継続すると、応答性がきわめて悪い制御作動になる課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題を解決するために、次の如き技術手段を講ずるものである。すなわち、走行車体１に対して、ロ−リング支持機構２を介して連結されている作業装置３は、ロ−リング作動用のアクチュエ−タ４に接続され、前記作業装置３には、その左右方向の傾斜を計測する検出手段Ｓが設けられ、該検出手段Ｓの検出情報に基づいて、前記アクチュエ−タ４を作動させる制御手段Ｃが設けられた移動農機であって、該制御手段Ｃは、前記検出手段Ｓから入力される検出情報に基づいて左右傾斜の変化速度を算出して、アクチュエ−タ４に制御信号を出力できる構成とされている移動農機のロ−リング制御装置とした。
【０００５】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成したものであるから、従来型の課題を解消して、一つの検出手段でありながら、二つのセンサ（角速度センサ、角度センサ）と遜色のないロ−リング制御を行なうことができる特徴を有する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明する。まず、田植機５は、図３および図４に示すように、走行車体１の後部に田植装置３（作業装置３に相当する）を装着して構成している。
【０００７】そして、走行車体１は、図３および図４に示すように、ハンドル６に接続された操舵用の前輪７と、走行ミッション装置８に伝動可能に接続されている後輪９とを軸架して構成している。そして、エンジン１０は、走行車体１の中央位置に装置され、図３および図７に示すように、油圧変速装置１１を介して前記走行ミッション装置８へ回転動力を伝動する構成としている。そして、走行ミッション装置８は、図６のブロック図に示すように、油圧変速装置１１から回転動力が伝動される主クラッチ１２と、変速装置１３と、サイドクラッチ１４と、サイドブレ−キ１５とを内装して構成し、後輪９に回転動力を伝動する構成としている。
【０００８】そして、操縦座席１６は、図３および図４に示すように、前記エンジン１０の上方に装置し、走行車体１の操縦と、田植装置３の操作を行ないながら田植作業ができる構成としている。少し具体的に述べると、操縦座席１６の前方の操作位置には、油圧変速操作レバ−１７が設けられ、中立位置から前方側に操作すると、前進速度が順次高速に変速され、後方側に操作すると、後進速度が順次早くなるように前記油圧変速装置１１に接続して構成している。
【０００９】更に、変速レバ−１８は、走行ミッション装置８内の変速装置１３に接続しており、作業速（低速）と路上走行速（高速）との変速ができる構成としている。１９は主クラッチペタルであって、踏み込みにより主クラッチ１２の伝動が切りとなる構成としている。
【００１０】そして、ブレ−キペタル２０は、左右一対からなり、左又は右を踏み込めば左又は右のサイドクラッチ１４が動力の伝動を断ち、更に踏み込むと、左又は右のサイドブレ−キ１５を働かせて後輪９に制動力を与える構成としている。そして、左右のブレ−キペタル２０は、同時に、又はこれらを連結して片方を踏み込むと、左右の後輪９に同時に制動力を伝えることができる構成としている。
【００１１】つぎに、昇降リンク装置２１は、図３に示すように、上下に平行にした平行リンク２２を左右に設けて構成し、基部側を走行車体１の後部に設けた支柱２３に横軸で枢着連結し、先端側を取付枠２４に回動自由に枢着連結して設けている。そして、昇降シリンダ２５は、基部を走行車体１に枢着し、先端部を前記昇降リンク装置２１に連結して構成している。そして、昇降シリンダ２５は、図８に示す油圧回路図で解るように、油圧ポンプ２６から分流弁４２を通って供給される作動油によってピストンロットが伸びて上昇し、逆に、作動油がタンクに還流して下降する構成としている。
【００１２】つぎに、田植装置３は、図５に示すように、本体であるギヤボックス２７が、取付枠２４の後部下方において、ロ−リング支持機構２である前後方向のロ−リング軸２ａの回りを回動自由に取り付けて構成している。そして、ギヤボックス２７は、左右両側にそれぞれ連結筒２８を延長して設け、各々の先端部に植付フレ−ム２９を連結して伝動可能な植付装置３０を構成している。この実施例の場合、植付装置３０は、左右一対が一組となるロ−タリ−式植込杆３０ａから構成した６条植の田植装置３となっている。
【００１３】そして、苗タンク３１は、図４に示すように、前記植付フレ−ム２９に取付けられた前板３２に苗送出側を臨ませ、左右往復移動可能に支持して設け、上記前板３２の苗取出口３３に苗を供給する構成としている。そして、前述の各植込杆３０ａは、前板３２の苗取出口３３に突入して苗を係止し圃場面に植え付ける構成としている。そして、苗タンク３１は、図５に示すように、左右両側の植付フレ−ム２９から斜め前方側の上方に延長した支柱３４を上部で横向きの支持枠３５で連結し、その支持枠３５から突出したスライダ−３６に支持して左右摺動自由に構成している。
【００１４】このように、苗タンク３１は、上部裏側で支持枠３５に固定したスライダ−３６によって支持され、下部が前板３２によって支持されており、図示しないリ−ドカム軸とリ−ドカムとによって、左右往復移動可能に駆動される構成としている。更に、述べるならば、苗タンク３１は、その底部の苗送出側に苗送りベルト３７を駆動可能に設け、左右の移動端部に達したとき、その苗送りベルト３７によって載置しているマット苗を一株分だけ苗取出口３３側に送出すことができる構成としている。
【００１５】そして、フロ−ト３８は、泥面を滑走して、前記植込杆３０ａによって植付ける直前の圃場面を整地する構成としている。そして、ロ−リングシリンダ４（アクチュエ−タ４に相当する）は、中間部を前記取付枠２４に取付軸４０によって回動自由に取り付けられ、左右両側からピストンロット４１を外側に延長して前記支柱３４にそれぞれ連結して構成している。そして、ロ−リングシリンダ４は、図５および図８に示すように、油圧ポンプ２６から送り出された作動油が分流弁４２を経由して左室又は右室に供給されると、前記左又は右のピストンロット４１が伸長して、田植装置３をロ−リング軸２ａの回りに時計回り（又は反時計回り）にロ−リングする構成としている。
【００１６】そして、スロ−プセンサＳ（検出手段Ｓに相当する）は、図５に示すように、ギヤボックス２７の上部に装置され、田植装置３の左右方向の傾斜角を検出して後述するコントロ−ラＣ（制御手段Ｃに相当する）に検出情報を入力する構成としている。そして、角速度センサＳ1は、図３に示す取付枠２４の上部に装置され、横方向の傾斜の角速度を検出して、コントロ−ラＣに検出情報を入力する構成としている。
【００１７】つぎに、マイクロコンピュ−タを利用したコントロ−ラ−Ｃを説明する。まず、コントロ−ラＣは、図１に示すように、入力側にコントロ−ラＣを作動状態に立ち上げる自動切換スイッチ４３と、前記スロ−プセンサＳと、前記角速度センサＳ1とをそれぞれ接続している。そして、コントロ−ラＣは、出力側にアクチュエ−タ４に相当するロ−リングシリンダ４を接続して構成している。
【００１８】この場合、ロ−リングシリンダ４は、図８に示す油圧回路図で解るように、電磁切換弁４４が接続され、コントロ−ラＣから出力される制御信号に基づいて電磁的に切換えられる上記電磁切換弁４４によって、作動油が選択されて左室又は右室に供給され、ロ−リング制御を行なう構成としている。
【００１９】そして、コントロ−ラＣは、予め設定した制御モ−ド及びテ−ブルデ−タ−を入力して記憶させており、これらの予め設定している基準情報と上記した両センサＳ、Ｓ1から入力される検出情報とに基づいて比較演算しながら出力される制御信号によってロ−リングシリンダ４を作動しながら田植装置３を水平状態に復帰させる制御を行なう構成としている。
【００２０】このように、コントロ−ラＣは、入力側に接続している両センサＳ、Ｓ1が正常に機能しているときには、前述のとおりスロ−プセンサＳの検出情報と、角速度センサＳ1の検出情報と、予め設定して記憶させているテ−ブルデ−タとに基づいて比較演算しながら制御信号を出力するものであるが、しかしながら、コントロ−ラＣは、角速度センサＳ1が断線等の故障によって正常に機能しなくなると、角速度の検出情報が途絶えたり、エラ−情報が入力されることになる。そのとき、コントロ−ラＣは、スロ−プセンサＳから連続的に入力されている検出情報と、予め記憶させているテ−ブルデ−タに基づいて傾斜の変化速度を算出してアクチュエ−タ４に制御信号として出力することができる。
【００２１】本発明は、この制御作動を最大の特徴とするものであって、つぎに、図１と図８を参照し、図２に示すフロ−チャ−トに基づいて説明する。まず、コントロ−ラＣは、自動切換スイッチ４３をＯＮ操作して、マイクロコンピュ−タを作動状態に立ち上げて田植作業を開始する。
【００２２】すると、角速度センサＳ1とスロ−プセンサＳとは、前進走行している走行車体１の横方向の傾斜の角速度と、牽引されながら泥面に田植作用を行なっている田植装置３の傾斜角とを検出し、連続的にコントロ−ラＣに検出情報を入力している。
【００２３】このようにして、コントロ−ラＣは、両センサＳ、Ｓ1から入力された検出情報と、予め記憶させているテ−ブルデ−タとに基づいて比較演算しながら、出力側に制御信号を出力して電磁切換弁４４を励磁操作して、作動油を切り換えて供給する。そして、ロ−リングシリンダ４は、左室又は右室に作動油が供給されて、左又は右のピストンロット４１を伸縮操作して、田植装置３をロ−リング軸２ａの回りに、時計回り（反時計回り）に回転してロ−リング制御を行なうものである。
【００２４】したがって、田植装置３は、圃場の凹凸によって走行車体１が傾斜して追従して同方向に傾斜しようとするが、上記のロ−リング制御作用によって、応答性よく制御作動して水平状態に近ずくように復帰作動しながら、泥面に苗の植付け作業を続けるものである。この場合、田植装置３は、ロ−リング制御の適確な作動によって、泥面と植付杆３０ａの描く植付軌跡との間隔が一定に保持され植え付け深さを狂わすことなく田植作業を行なうことができる。
【００２５】以上のような田植作業中において、角速度センサＳ1が断線して正常な機能が発揮できなくなると、コントロ−ラＣは、角速度センサＳ1から入力されていた検出情報が途絶えるか、又は、エラ−情報が入力されてくる。そのとき、スロ−プセンサＳは、正常に機能しているから、田植装置３の傾斜角を計測しながら連続的に検出情報を入力している。
【００２６】そこで、コントロ−ラＣは、図２のフロ−チャ−トに示すように、スロ−プセンサＳから入力されてくる検出情報に基づいて、田植装置３の傾斜の変化速度を算出してアクチュエ−タ４に制御信号を出力する。したがって、ロ−リングシリンダ４は、制御信号に基づいて切換えられる電磁切換弁４４の作用によって作動油が供給されて田植装置３のロ−リング制御を続けて行なう。
【００２７】この場合、コントロ−ラＣは、角速度センサＳ1からの検出情報が途絶えてもスロ−プセンサＳから入力されてくる検出情報を活用して、制御作動の応答性の遅れをおこすことなく、適確に制御信号を出力することができ、迅速に作動してロ−リング制御を続けるものである。
【００２８】別実施例１つぎに、図９および図１０に基づいて別実施例１を説明する。別実施例１は、車体の転倒を未然に防止して走行の安全性を向上せんとするものである。すなわち、田植機に角速度センサＳ1を装置して、車体が、予め設定している基準値以上の傾斜を、所定時間以上継続すると走行速度を自動的に減速する構成としている。
【００２９】例えば、コントロ−ラＣは、図９に示すように、入力側に角速度センサＳ1を接続し、出力側にアクチュエ−タ５０を接続する。この場合、アクチュエ−タ５０は、具体的には図示しないが、油圧変速装置の変速レバ−を自動操作する油圧機構とする。
【００３０】以上のように構成して走行すると、コントロ−ラＣは、図１０のフロ−チャ−トで示すように、角速度センサＳ1から走行車体の検出値が入力される。そして、コントロ−ラＣは、その検出値を予め記憶させているテ−ブルデ−タに比較して基準数値をオ−バした状態にあり、しかも、その状態が所定時間以上継続すると、アクチュエ−タ５０に減速の制御信号を出力する。
【００３１】このようにして、別実施例１は、走行車体が、基準値以上の傾斜角度を、設定している時間以上継続すると、自動的に走行速度を落として走行の安全を確保することができる利点を有するものである。
【００３２】別実施例２つぎに、別実施例２は、移動農機のロ−リング制御に不可欠となるテ−ブルデ−タの補正に関するものである。以下、田植機を例に説明する。
【００３３】まず、田植機は、走行車体に角速度センサと傾斜センサとを取り付け、田植装置にポテンショメ−タを設けて構成している。そして、別実施例２の最大の特徴は、出荷時や調整時に、走行車体の傾斜センサを一時的に田植装置に取り付け、手動スイッチでストロ−クエンドまでロ−リングシリンダを駆動し、そのときの傾斜角度とポテンショメ−タの値で田植装置の傾斜のテ−ブルデ−タの補正を行なう構成とした点にある。
【００３４】ロ−リング制御において、走行車体に角速度センサと傾斜センサを装置し、走行車体と田植装置との相対角度を検出してロ−リング制御を行なう場合、傾斜センサで検出した走行車体の傾斜角度と、ポテンショメ−タで求めた田植装置の走行車体に対する相対角度から田植装置の傾斜を計算するため、ポテンショメ−タの値に対する田植装置の傾斜を正確に求めることが肝要である。
【００３５】別実施例２は、走行車体と田植装置との相対角度と、田植装置の傾斜角度から、予め、設定したテ−ブルデ−タを補正することにより、制御中の田植装置の傾斜を、より正確に求めることができ、適確なロ−リング制御を行なうことができる特徴を有する。
【００３６】別実施例３つぎに、別実施例３を図１１乃至図１３に基づいて説明する。別実施例３は、ロ−リング制御に関するものであって、傾斜角の検出時期を極力早くして、制御作動のタイミング遅れをなくして、応答性のいい制御装置を作り出さんとするものである。
【００３７】まず、走行車体６０は、前輪６１と後輪６２との車輪間隔を同一に構成して、直進状態において、前輪６１の通過跡を後輪６２が走行する関係位置に構成している。この構成によって、走行車体６０は、圃場面の凹凸による前輪６１の変化が、後輪６２の変化と同一であると推測できる。そして、前輪６１は、中央位置を走行車体６０に前後方向の支持軸６３によって架設し、傾斜センサ６４ａ、６４ｂによって横方向の傾斜角を検出できる構成としている。
【００３８】そして、田植装置６５は、前後方向のロ−リング軸６６によって走行車体６０の後部に連結し、ロ−リングモ−タ６７によって左右ロ−リング可能に構成している。そして、ロ−リングモ−タ６７は、図示しないコントロ−ラに接続しており、前記傾斜センサ６４ａ、６４ｂの検出情報に基づいて出力される制御信号によって水平状態に復帰するようにロ−リング制御される構成となっている。
【００３９】以上述べたように、別実施例３は、傾斜センサ６４ａ、６４ｂが検出した走行車体６０の傾斜角に基づいて後続する田植装置６５の傾斜を予測して制御するから制御タイミングを早くすることができる。したがって、別実施例３のロ−リング制御装置は、走行車体６０を高速走行にしても充分な応答性があり、作業能率を高めながら適確に水平状態を確保して作業ができる特徴がある。
【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１１年９月８日（１９９９．９．８）
【代理人】
【公開番号】 特開２００１−７８５１７（Ｐ２００１−７８５１７Ａ）
【公開日】 平成１３年３月２７日（２００１．３．２７）
【出願番号】 特願平１１−２５４３２８