水田作業機の制御装置

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【発明の名称】	水田作業機の制御装置
【発明者】	【氏名】加藤哲【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】岡田卓也【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】名本学【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内【氏名】山口信【住所又は居所】愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内
【要約】	【課題】作業装置を下降する際に、圃場面との干渉を回避しつつ、作業高さ位置にできる限り近接した位置まで速やかに下降調節することができる簡易な構成の水田作業機の制御装置を提供する。【解決手段】水田作業機の制御装置は、昇降操作手段１９ｕ，１９ｄの操作に応じて所定の作業位置から非作業位置までの高さ範囲で作業装置６を昇降制御する制御部４１を備え、この制御部４１は、同作業装置６と一体的に昇降する硬軟センサ３４によりその作業高さ位置を含む上下の検出限度の範囲内で圃場面と干渉することによりその硬度と対応して検出される硬度信号に応じて作業装置６の昇降感度を制御するように構成され、上記制御部４１は、上記作業装置６の下降制御の際に、硬軟センサ３４が圃場面を検出したときに作業装置６の下降動作を中途停止してその検出限度位置に保持するものである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降操作手段の操作に応じて所定の作業位置から非作業位置までの高さ範囲で作業装置を昇降制御する制御部を備え、この制御部は、同作業装置と一体的に昇降する硬軟センサによりその作業高さ位置を含む上下の検出限度の範囲内で圃場面と干渉することによりその硬度と対応して検出される硬度信号に応じて作業装置の昇降感度を制御するように構成した水田作業機の制御装置において、
上記制御部は、上記作業装置の下降制御の際に、硬軟センサが圃場面を検出したときに作業装置の下降動作を中途停止してその検出限度位置に保持することを特徴とする水田作業機の制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、機体の後進操作に伴う後進動作信号を受けた場合に限定して前記硬軟センサによる下降動作の中途停止制御を行うことを特徴とする請求項１記載の水田作業機の制御装置。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降操作手段の操作に応じて田植装置等の作業装置を昇降制御する水田作業機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の農作業機は、田植装置等の作業装置を作業高さ位置から非作業高さ位置までの範囲で昇降可能に搭載し、非作業時は作業装置を非作業高さ位置まで上昇して圃場との干渉を回避するように構成したものである。
このように構成した作業装置は、圃場作業を終了して路上走行する場合を含め、圃場作業中において、往復走行の行程端位置で機体の方向を転換する際、または、畦際作業のために機体を後進する際は、作業装置を非作業高さ位置まで上昇することにより、圃場や畦等に対する作業装置の干渉を回避して速やかに行動することができる。
【０００３】
しかし、圃場作業中において、畦際作業のために機体を後進して位置合わせする際は、圃場の状況に合わせて圃場や畦に対して干渉しない限度高さまで作業装置を下降するための煩わしい下降調節操作を余儀なくされている。
【特許文献１】特開２００２－１５３１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、作業装置を下降する際に、圃場面との干渉を回避しつつ、作業高さ位置にできる限り近接した位置まで速やかに下降調節することができる簡易な構成の水田作業機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、昇降操作手段の操作に応じて所定の作業位置から非作業位置までの高さ範囲で作業装置を昇降制御する制御部を備え、この制御部は、同作業装置と一体的に昇降する硬軟センサによりその作業高さ位置を含む上下の検出限度の範囲内で圃場面と干渉することによりその硬度と対応して検出される硬度信号に応じて作業装置の昇降感度を制御するように構成した水田作業機の制御装置において、
上記制御部は、上記作業装置の下降制御の際に、硬軟センサが圃場面を検出したときに作業装置の下降動作を中途停止してその検出限度位置に保持することを特徴とする。
【０００６】
上記制御装置により、昇降操作手段の下降操作に応じて作業装置が下降動作するとともに一体的に動作する硬軟センサが下降し、この硬軟センサが所定の作業高さ位置に達する手前まで下降して圃場面を検出すると、この検出限度位置において作業装置の下降動作が中途停止してその高さ位置に保持される。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記制御部は、機体の後進操作に伴う後進動作信号を受けた場合に限定して前記硬軟センサによる下降動作の中途停止制御を行うことを特徴とする。上記制御部により、機体の後進時においてのみ、硬軟センサによる下降動作の中途停止制御が行なわれ、前進走行時や走行停止の際には、下降操作によって作業装置が作業位置まで下降する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の水田作業機の制御装置は以下の効果を奏する。
請求項１の構成の制御装置により、昇降操作手段の下降操作に応じて作業装置が下降動作するとともに一体的に動作する硬軟センサが下降し、この硬軟センサが所定の作業高さ位置に達する手前まで下降して圃場面を検出すると下降動作が中途停止し、作業装置がその高さ位置に保持されることから、作業装置は、作業高さ位置に近接してそれより高位の検出限度位置に保持されることから、作業装置が圃場と干渉することなく、そのまま畦際まで機体を後進して作業開始の位置合わせが可能となり、その直下の作業高さ位置まで作業装置を下降操作することにより、迅速に作業を開始することができる。
【０００９】
請求項２の構成の制御部により、機体の後進時においてのみ、硬軟センサによる下降動作の中途停止制御が行なわれることから、後進の際は、硬軟センサによる下降動作の中途停止によって作業装置の損傷を確実に回避しつつ位置合わせして迅速に作業開始ができる一方で、前進走行時や走行停止の際には、作業位置まで下降した作業装置により速やかな作業開始を確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について、以下に図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の適用対象の田植機１は、側面図、平面図を図１、図２に示すように、水田走行用の前輪２，２および後輪３，３を具備する機体５の後部に作業装置としての植付部６が昇降可能に装着されている。運転席７の操舵ハンドル８の脇には変速レバー１８が、また、同運転席７の側方には、植付部６の稼動操作用の植付クラッチレバー群６ｃが配置される。
【００１１】
植付部６を装着するリンク装置１０は、機体５の後端部に設けたリンクフレーム１１と、このリンクフレームに回動自在に支持した左右一対の上リンク１２，１２および下リンク１３，１３と、これら上下リンクの後端部に取り付けた連結枠１５とからなり、この連結枠１５から後方に突出する伝動軸１６を介して植付部６が駆動される。リンク装置１０には植付昇降用アクチュエータである油圧シリンダ１７が連結され、この油圧シリンダ１７を伸縮させると連結枠１５がほぼ一定姿勢に保持されたままで上下動し、これに装着した植付部６が機体５に対して昇降動作する。
【００１２】
その昇降操作のために、昇降操作手段の要部拡大正面図（ａ）およびその側面図（ｂ）を図３に示すように、変速レバー１８のグリップ１８ｇに、上昇スイッチ１９ｕ、下降スイッチ１９ｄ、下げスイッチ１９ｊを配置して作業性を確保するべく構成するほか、植付部６は、連結枠１５の背面部に左右に揺動自在に取付けられ、傾斜センサとモータにより左右水平に調節制御される。上昇スイッチ１９ｕは、非作業高さ位置まで植付部６を上昇し、下降スイッチ１９ｄは、圃場に接する作業高さ位置まで植付部６を下降し、続くスイッチ操作で植付部６を稼動する。また、下げスイッチ１９ｊは、ちょい下げボタンとも称して僅かな下降調節動作のためのジョグボタンである。
【００１３】
上記植付部６は、フレームを兼ねる伝動ケース２１と、その上方で後下がりに傾斜する苗載台２２と、その後端部に設けた植付条数分の植付機構２３…とを備えて構成する。苗載台２２は、多条分の苗（図例は６条分）を並列載置し、１条幅内を左右に往復移動して植付条ごとに最下段の苗を植付機構２３の所定の苗取出口に順次供給し、また、苗を１段分づつ下方に移送する苗送りベルト２４を備える。各条の植付機構２３は、所定の軌跡を描いて交互に上下動を行う２つの植込杆２５，２５を備え、この植込杆２５，２５が軌跡の上部で前記苗取出口に供給された苗を挟持し、これを軌跡の下部で圃場面に植え込むように構成する。
【００１４】
植付部６の下側には、中央にセンターフロート３１とその左右両側に一対のサイドフロート３２，３２が設けられて圃場面を均平する。各フロート３１，３２は、それぞれフロート支持杆３３の下端部に、前後方向で傾斜可能に枢支されている。センターフロート３１はセンサによって傾斜角を検出し、所定の仰角となるように前記油圧シリンダ１７を伸縮させて植付部６を昇降調節し、苗の植付深さを常に一定に保つ。
【００１５】
また、いずれかのサイドフロート３２には、圃場面表土の硬度を検出する硬軟センサ３４が設けられている。この硬軟センサ３４は、その拡大側面図、平面図を図４、図５にそれぞれ示すように、下端が泥土内に突入するように付勢保持した検出杆３４ａが設けられており、その傾斜度によって泥土の硬度を検出する。この硬軟センサ３４の検出信号に応じて前記植付深さ制御の感度を補正する。すなわち、表土が硬い場合は感度を鈍くし、表土が軟らかい場合は感度を鋭敏に構成する。この感度補正により、表土が硬い程、圃場面の凹凸に対するセンターフロート３１の応答性が良くなることから制御が過敏になりハンチングを招く事態を防止するとともに、表土が軟らかい場合に制御の追随性を向上させることができる。
【００１６】
植付部６の昇降を制御する制御部４１は、図６の制御入出力系統図に示すように、昇降操作手段としての上昇スイッチ１９ｕ、下降スイッチ１９ｄ、下げスイッチ１９ｊ、機体の前後進操作レバーの後進操作を検出する後進位置センサ４２、植付部６と一体的に昇降動作して植付部６が植付作業している場合に圃場面と接触してその硬度を検出する硬軟センサ３４等の信号条件に応じて油圧制御し、植付昇降用アクチュエータ１７を伸縮制御する。
【００１７】
制御部４１による詳細な制御処理は、上昇スイッチ１９ｕ、下降スイッチ１９ｄの操作に応じて非作業位置から作業位置までの所定の高さ範囲で植付部６を昇降制御し、この昇降制御について、硬軟センサ３４により植付部６の作業高さ位置を含む上下の検出限度の範囲内で圃場面の硬度に応じて植付部６の昇降速度を制御するように構成する。さらに、制御部４１は、植付部６の下降制御の際に、硬軟センサ３４が上側の検出限度位置に達して圃場面を検出したときに植付部６の下降動作を中途停止してその検出限度位置に保持するように構成する。
【００１８】
上記制御部４１により、昇降操作手段１９ｄの下降操作に応じて植付部６が下降動作するとともに一体的に動作する硬軟センサ３４が下降し、この硬軟センサ３４が所定の作業高さ位置に達する手前の上側の検出限度位置まで下降して圃場面を検出すると、この検出限度位置において植付部６の下降動作が中途停止してその高さ位置に保持される。したがって、植付部６は、作業高さ位置に近接してそれより高位の検出限度位置に保持されることから、植付部６が圃場と干渉することなく、そのまま畦際まで機体を後進して次の植付け作業の開始位置合わせが可能となり、その直下の作業高さ位置まで植付部６を下降操作することにより、迅速に作業を開始することができる。
【００１９】
この場合において、さらに、前記制御部４１により、機体の後進操作に伴う後進動作信号を受けた場合に限定して前記硬軟センサ３４による下降動作の中途停止制御を行う。制御部４１をこのように構成することにより、機体の後進時においてのみ、硬軟センサ３４による下降動作の中途停止制御が行なわれ、前進走行時や走行停止の際には、下降操作によって作業装置６が作業位置まで下降する。したがって、後進の際は、硬軟センサによる下降動作の中途停止によって作業装置６の損傷を確実に回避しつつ位置合わせして迅速に次の植付け作業を開始できる一方で、前進走行時や走行停止の際には、作業位置まで下降した植付部６により速やかな作業開始を確保できる。
【００２０】
また、ブレーキ対応の昇降制御は、図７の制御入出力系統図に示すように、ブレーキペダルセンサ４４、前後傾斜センサ４５の信号を入力とし、ブレーキを踏み込み操作して機体が前上がりになった場合に、即時、植付部６を上昇するように制御処理する。すなわち、図８のフローチャートに示すように、ブレーキペダルセンサがオン（Ｓ１）の場合に、前後傾斜センサ値が所定値以上（Ｓ２）に前上がりであれば、アクチュエータを「上昇」に切替え（Ｓ３）、これをリフトリンクセンサ値が所定値（Ｓ４）になるまで繰り返す。この制御処理により、高速走行時のブレーキ操作によって機体が前上がりとなり、畦に乗り上げるとともに植付部６が泥に埋まるという事態を解消することができる。
【００２１】
その他に、植付部６の取付部は、図９の正面図に示すように、植付部６の左右傾斜角センサ５１とローリングモータ５２を取付けて左右方向に自動水平調節可能に構成し、図１０の制御入出力系統図に示すように、左右傾斜角センサ５１、サイドフロート仰角センサ５３、感度調節ダイヤル５４の信号を入力とし、水平状態の植付部６の昇降動作について制御部４１ｂによりサイドフロート３２の傾斜に応じて油圧感度補正を行う。左右傾斜角センサ５１は、オートローリングと併用し、サイドフロート仰角センサ５３は、左右のいずれかのサイドフロート３２に取付ける。感度補正は、感度調節ダイヤル５４による設定値に対し、図１１の制御感度特性図に示すように、サイドフロート３２が前下がり傾斜の場合は感度を下げ、前上がりの場合は感度を上げることにより、作業精度を向上することができる。
【００２２】
次に、苗載台２２の苗送りベルト２４について説明する。苗載台２２には、図１２の縦断面図および図１３の要部斜視図に示すように、マット苗を受けて苗載台２２の下端位置まで移送する無端の苗送りベルト２４を備え、この苗送りベルト２４に沿ってマット苗を押さえつつガイドするためのガイドフレーム６１を並行配置する。苗送りベルト２４は、リードカム軸６２と一体の苗送りカム６２ｃの作用を受ける揺動アーム６３にリンクされたワンウェイクラッチ６４ｃによって歩進動作する。この苗送りベルト２４の中間位置には、テンショナ６５をモータ６５ｍによって長穴６５ｇに沿って進退駆動可能に構成する。
【００２３】
その進退動作は、図１４の制御部４１ｃの制御入出力系統図に示すように、畦クラッチレバーセンサ６６によるレバーの操作信号を受け、畦クラッチがオフの場合にテンショナ６５をガイドフレーム６１の側に押し出すように浮き上がらせることによりマット苗をガイドフレーム６１に押し付ける。この押し付け動作により、マット苗を強力に保持することができるので、マット苗の自重による下端部の圧縮を防止して再稼動時の均等な株分けを確保することができる。
この場合において、上記テンショナ６５の代わりに、苗送りベルト２４の従動軸２４ｆを進退駆動してマット苗を浮き上がらせる構成とすることによっても、同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
また、苗載台２２の下端部に欠株センサ６８を設け、苗載台２２の左右方向の移動動作の折り返しの際に、図１５の制御系統図に示すように、例えば、２５株幅のマット苗の側端部の欠株が欠株センサ６８によって検出された場合に、テンショナ６５または苗送りベルト２４を浮上がり位置に制御するべく、制御部４１ｄを構成してマット苗を浮き上がらせることにより、苗送りベルト２４の送り動作によってマット苗が滑ることなく確実に下端側に移送される。
【００２５】
上記構成において、制御部４１ｄによることなく、図１６の断面図に示すように、支軸２４ｐを介して手動のリンク機構６９で苗送りベルト２４の従動軸２４ｆを長穴２４ｇに沿って進退させる構成とすることによっても、その浮上がり位置で確実に下端送りができるので、上記同様に欠株対応が可能である。この場合、苗載台２２にマット苗をセットする際は、苗送りベルト２４を沈込み側に操作するように取扱うことができる。
【００２６】
次に、リードカム軸の駆動部については、図１７の伝動軸線展開図に示すように、苗載台２２を横送りするとともに苗送りカム６２ｃを介して苗送りベルト２４を駆動するためのリードカム軸６２の駆動部である伝動比切替ギヤー機構７２を同リードカム軸６２と切替カウンタ軸７３との間に構成し、この切替カウンタ軸７３を駆動軸７４によって駆動するように構成する。このように構成することにより、駆動軸７４と切替カウンタ軸７３との間に伝動比切替ギヤー機構を構成した上でその回転動力をリードカム軸６２に伝動する場合より、伝動系を簡易化することができるので信頼性の向上とともにコストダウンが可能となる。
【００２７】
次に、苗載台２２側の伝動系については、７条植付けの例による伝動系統展開図を図１８に示すように、苗載台２２は、６条分の本体部の片側部（図例は右側部）に１条の苗載台２２ｍを折畳み可能な収納式に構成し、各条の苗送りベルトを駆動するために、本体部の側端側（図例は左側端側）から４条分の側端部クラッチ軸６４ｓと２条分の中間部クラッチ軸６４ｔとに分け、この中間部クラッチ軸６４ｔから折り畳み位置のクラッチ６４ｘを介して収納式苗載台２２ｍのクラッチ軸６４ｕを連結する。側端部と中間部のクラッチ軸６４ｓ、６４ｔには、左右の移動端位置に設けた苗送りカム８１ｃ、８１ｃと左右のリンク８１ａ，８１ａを介して回動動力をうける左右のワンウェイクラッチ６４ｃ、６４ｃを設けて間欠回動動力を伝達する
【００２８】
このように構成することにより、左右のワンウェイクラッチ６４ｃ、６４ｃの負荷を均等化することができる。すなわち、収納式苗載台２２ｍのクラッチ軸６４ｕに要する大きな駆動負荷を考慮して中間部クラッチ軸６４ｔの駆動範囲を側端部クラッチ軸６４ｓより減らすことにより、両クラッチ６４ｃ、６４ｃの負荷をバランスすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】田植機の側面図である。
【図２】田植機の平面図である。
【図３】昇降操作手段の要部拡大正面図（ａ）、側面図（ｂ）である。
【図４】サイドフロートの要部拡大側面図である。
【図５】サイドフロートの要部平面図である。
【図６】植付部の昇降制御の制御入出力系統図である。
【図７】ブレーキ踏込み対応制御の制御入出力系統図である。
【図８】ブレーキ踏込み対応制御のフローチャートである。
【図９】植付部の取付部の正面図である。
【図１０】制御入出力系統図である。
【図１１】制御感度特性図である。
【図１２】苗載台の縦断面図である。
【図１３】苗載台の要部斜視図である。
【図１４】制御部の制御入出力系統図である。
【図１５】欠株制御の制御系統図である。
【図１６】苗送りベルト部の断面図である。
【図１７】リードカム軸の駆動部の伝動軸線展開図である。
【図１８】苗載台側の伝動系統展開図である。
【符号の説明】
【００３０】
１田植機（水田作業機）
２前輪
３後輪
５機体
６植付部（作業装置）
７運転席
１０リンク装置
１１リンクフレーム
１２上リンク
１３下リンク
１５連結枠
１７油圧シリンダ（植付昇降用アクチュエータ）
１８変速レバー
１８ｇグリップ
１９ｊ下げスイッチ
１９ｕ上昇スイッチ
１９ｄ下降スイッチ
３１センターフロート
３２サイドフロート
３４硬軟センサ
３４ａ検出杆
４１制御部
４２後進位置センサ

【出願人】	【識別番号】００００００１２５【氏名又は名称】井関農機株式会社【住所又は居所】愛媛県松山市馬木町７００番地
【出願日】	平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【代理人】	【識別番号】１０００７７７７９【弁理士】【氏名又は名称】牧哲郎【識別番号】１０００７８２６０【弁理士】【氏名又は名称】牧レイ子【識別番号】１０００８６４５０【弁理士】【氏名又は名称】菊谷公男
【公開番号】	特開２００６－２５４８５５（Ｐ２００６－２５４８５５Ａ）
【公開日】	平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願番号】	特願２００５－７９６１９（Ｐ２００５－７９６１９）