JPH04370025A - 脱穀選別制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、脱穀後の処理物を選別
する選別装置に備えられた揺動選別板上の処理物の層の
厚さを検出する層厚検出手段と、前記処理物の層の厚さ
が適正範囲となるように前記選別装置の処理能力を自動
調節する制御手段が設けられた脱穀選別制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】コンバイン等の脱穀選別装置（以下、単
に選別装置という）において、良好な選別精度を維持す
るには、揺動選別板上の処理物の層の厚さを適正な範囲
に維持する必要がある。処理物量が少なすぎれば、一番
物として回収される穀粒に藁屑が混ざりやすくなり、逆
に多すぎれば回収されるべき穀粒が藁屑に混ざって排出
されるいわゆる三番ロスが増加するからである。

【０００３】最近、揺動選別板上の処理物の層の厚さを
直接検出する層厚検出手段が開発され、その検出値に基
づいて、処理物の層の厚さが適正範囲になるように選別
装置の処理能力をフィードバック制御することが行われ
ている（例えば特願平２−４０２５３２号参照）。

【０００４】但し、層厚検出手段の検出値（処理物の層
の厚さ）に基づくフィードバック制御のみでは処理物の
層の厚さを適正範囲に維持することがむずかしい。つま
り処理物の層の厚さが急激に変化した場合、層厚検出手
段による検出のおくれ等に起因して選別装置の処理能力
制御が不安定になりやすい。そこで車速センサや稈厚セ
ンサ等の代用センサによって検出される扱室への穀稈供
給量に基づくフィードフォワード制御を併用することに
より、制御の安定化を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
、代用センサと層厚検出手段を併用した選別装置の処理
能力制御にあっては制御プログラムが複雑になり、設計
変更に対応し難い。また、コスト低減の要請にも応じ難
いといった不利もある。

【０００６】本発明はかかる実情に鑑みて為されたもの
であって、その目的は、層厚検出手段の検出情報に基づ
く選別装置の処理能力制御を安定化し、より良好な制御
性能を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の脱穀選別制御装
置は、脱穀後の処理物を選別する選別装置に備えられた
揺動選別板上の処理物の層の厚さを検出する層厚検出手
段と、前記処理物の層の厚さが適正範囲となるように前
記選別装置の処理能力を自動調節する制御手段が設けら
れたものであって、第１の特徴構成は、前記制御手段が
、前記層厚検出手段の検出値と、その変化率に基づいて
前記選別装置の処理能力調節の操作量を決定するように
構成されている点にある。

【０００８】第２の特徴構成は、第１の特徴構成におい
て前記操作量を補正する手動調節手段が設けられている
点にある。

【０００９】

【作用】第１の特徴構成によれば、制御手段は、層厚検
出手段の検出値とその変化率に基づいて選別装置の処理
能力調節の操作量を決定する。つまり、検出値に基づく
比例制御に検出値の変化率に基づく微分制御が加えられ
ることになる。その結果、処理物の層の厚さが急激に変
化した場合にも速やかに追従できるようになり、制御の
安定性に寄与する。かかる制御は、例えばファジイ推論
を適用する事により容易に実現できる。

【００１０】第２の特徴構成によれば、処理物の濡れ具
合等に応じて手動調節手段を操作して上記操作量の微調
節を行うことができる。

【００１１】

【発明の効果】上記の如く、層厚検出手段の検出情報に
基づく選別装置の処理能力制御の安定性を高めることが
できるようになった。

【００１２】

【実施例】以下、本発明をいわゆる自脱型のコンバイン
に適用した場合における実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１３】図２に示す自脱型のコンバインは、左右一
対のクローラ走行装置１、脱穀部２、操縦部３、刈取部
４等を備える。刈取部４は、分草具５、植立穀稈の引き
起こし装置６、刈り刃７を備え、刈り取られた穀稈は搬
送装置９によって脱穀部２のフィードチェーン１６まで
搬送される。

【００１４】動力伝達系は図３に示すように構成されて
いる。エンジンＥの動力は、脱穀クラッチ１０を介して
脱穀部２に伝達されると共に、走行クラッチ１１及び油
圧式無段変速装置１２を介してクローラ走行装置１のミ
ッション部１３に伝達される。刈取部４には、ミッショ
ン部１３から刈取クラッチ１４を介して動力が伝達され
る。又、脱穀クラッチ１０の入切状態を検出する脱穀ス
イッチＳＷ１が設けられている。

【００１５】脱穀部２は、図４に示すように、扱胴１５
を収納する扱室Ａ、刈取部４から供給される穀稈を搬送
するフィードチェーン１６、排塵用の横断流ファン１７
、トウミ１８と揺動選別板１９とからなる選別装置Ｂ、
穀粒回収用の一番口２０、及び、穀粒と藁屑との混合物
を回収するための二番口２１を備えている。

【００１６】扱室Ａに供給された穀稈は扱胴１５の回転
により脱穀される。扱室Ａの下部には受網２２が設けら
れ、脱穀後の処理物のうち単粒化した穀粒は受網２２か
ら揺動選別板１９に漏下する。受網２２から漏下できな
かった処理物は受網２２の後端部より揺動選別板１９に
落下する。受け網２２のフレーム後端部には、揺動選別
板１９上の処理物の層の厚さを検出する層厚検出手段（
以下、層厚センサという）Ｓ１が設けられている。

【００１７】層厚センサＳ１は図７に示すように、横軸
芯周りに揺動自在に垂下されたセンサバーＴと、そのセ
ンサバーＴの後方（処理物の移送方向）への回動角度を
抵抗値に変換するポテンショメータＰＭからなる。セン
サバーＴは、処理物移送方向の下流部Ｔ１が上流部Ｔ２
より長い二股状に形成されている。処理物の層の厚さが
薄いときは下流部Ｔ１が処理物に接当し、層の厚さが厚
くなると上流部Ｔ２が処理物に接当しするように構成さ
れている。

【００１８】上記構成により処理物の層の厚さが厚いほ
どセンサバーＴの回動角度が大きくなり、ポテンショメ
ータＰＭの抵抗値が高くなる。結局層厚センサＳ１から
は、処理物の層の厚さに応じたＤＣ電圧が検出情報とし
て得られる。

【００１９】選別装置Ｂの揺動選別板１９は、トウミ１
８の上方に位置するグレンパン２３、その後方に位置す
るチャフシーブ２４、その下方に位置するグレンシーブ
２５等からなる。グレンシーブ２５から漏下する穀粒は
揺動選別板１９の下方に設けられた一番口２０から回収
され、タンク等に貯溜される。又、チャフシーブ２４の
後端やグレンシーブ２５の後端から落下する穀粒と藁屑
との混合物は二番口２１から回収されて揺動選別板１９
に還元される。

【００２０】チャフシーブ２４は、図５に示すように、
複数の板状部材２４ａが所定間隔毎に前後方向に並設さ
れたものである。各板状部材２４ａは左右軸芯周りに回
動自在に枢着され、下端部がリンク２５にて連結されて
いる。従って、リンク２５を前後方向に移動操作すると
各板状部材２４ａが同時に回動し、各板状部材２４ａの
隣接間隔ｔ（以下、チャフシーブ開度という）が変化す
る。

【００２１】チャフシーブ開度の調節は、シーブモータ
Ｍ１を正逆回転することによって行われる。その正逆回
転はギヤ式の連係機構２６、揺動アーム２７、レリーズ
ワイヤ２８によってリンク２５の前後移動に変換され、
その結果、上記の如くチャフシーブ開度が変更される。 又、揺動アーム２７の回転角からチャフシーブ開度を検
出するチャフシーブ開度センサＳ２が設けられている。 尚、２９はチャフシーブ開度を全閉側に付勢するコイル
バネである。

【００２２】選別装置Ｂのトウミ１８は、揺動選別板１
９上の藁屑を吹き飛ばすためのものであり、その風力は
図４に示すように、ファンケースカバー１８ａの開度（
以下トウミ排風開度という）を変えることによって行わ
れる。つまり、トウミ排風開度を大きくするほどその開
口部から逃げる風量が増加し、揺動選別板１９上の処理
物に及ぼす風力（以下トウミ風力という）が小さくなる
。

【００２３】トウミ排風開度の調節は、図６に示すよう
に、トウミモータＭ２によって行われる。トウミモータ
Ｍ２を正逆回転すると、連係機構３０、揺動アーム３１
、リンク３２、３３を介してファンケースカバー１８ａ
が開閉する。又、揺動アーム３１の回転角からトウミ排
風開度を検出するトウミ排風開度センサＳ３が設けられ
ている。

【００２４】上記チャフシーブ開度及びトウミ排風開度
（トウミ風力）の変更調節、即ち選別装置Ｂの処理能力
調節は、図１に示すように、制御手段Ｈがシーブモータ
Ｍ１及びトウミモータＭ２の駆動を制御することにより
行われる。つまり、制御手段Ｈは適切な選別精度を維持
すべく、前述の層厚センサＳ１の検出情報に基づいて、
揺動選別板１９上の処理物の層の厚さが適正範囲となる
ように選別装置Ｂの処理能力を自動調節する。

【００２５】制御手段Ｈはマイクロコンピュータを備え
、そのプログラムによって構成されるファジイ制御によ
り上記自動調節を行っている。脱穀スイッチＳＷ１がオ
ンのとき、即ち脱穀動作中に実行される脱穀選別制御の
流れ図（図８参照）に沿って以下に説明を加える。

【００２６】先ず、処理（イ）では層厚センサＳ１の検
出情報から層厚レベル偏差ｄとその変化量Δｄを求める
。ここで層厚レベル偏差ｄとは、処理物の層の厚さの適
正範囲中央値からのずれ量をいう。つまり、層厚センサ
Ｓ１の検出情報（ＤＣ電圧）はＡ／Ｄ変換されて０〜２
５５の８ビットディジタル値となるが、その値と予め定
めた適正範囲中央値（９６）との差を層厚レベル偏差ｄ
とする。処理物の層の厚さが適正範囲中央値より厚けれ
ばｄは正の値となり、適正範囲中央値より薄ければ負の
値となる。また、この処理ルーチンは所定の処理サイク
ルで繰り返されるので、層厚レベル偏差ｄの変化量Δｄ
は変化率ということもできる。

【００２７】次に、処理（ロ）で層厚レベル偏差ｄ及び
その変化量Δｄを前件部のファジイ変数とするファジイ
推論により操作量Ｋが決定される。ファジイ変数ｄ及び
Δｄのメンバシップ関数を図９（イ）及び（ロ）に示す
。また、図１０に示すルールの後件部のファジイ変数で
ある操作量Ｋのメンバシップ関数は図９（ハ）に示すよ
うな離散的なシングルトンの集合として表される。

【００２８】層厚レベル偏差ｄ及びその変化量Δｄの各
メンバシップ関数に対する適合度（グレード又はメンバ
シップ値ともいう）に応じて、図１０にマトリックスで
示す３０通りのルールのうちの１又は複数のルールから
操作量Ｋが得られる。つまり、適合するルールの操作量
Ｋにｄ又はΔｄのグレードの小さい方の値を掛けた値が
そのルールから得られる操作量Ｋである。複数のルール
から複数の操作量Ｋが得られる場合はそれらの平均値が
ファジイ推論によって得られる最終的な操作量Ｋである
。

【００２９】上記演算は、制御手段Ｈに記憶された演算
テーブルを参照して実行される。操作量Ｋも正負の８ビ
ットディジタル値で表され、正の値は選別装置Ｂの処理
能力を高める方向、即ちチャフシーブ開度を上げトウミ
排風開度を下げる方向の操作を表し、負の値は処理能力
を下げる方向の操作を表す。

【００３０】次に、処理（ハ）では手動調節手段Ｖ１の
設定位置に応じて上記の操作量Ｋが補正される。手動調
節手段Ｖ１は、ロータリーボリュームであって、設定位
置がセンタ−（標準）であれば補正量はゼロであるが、
左又は右に回したときにその角度に応じた補正量で操作
量Ｋがプラス側又はマイナス側に補正される。これによ
り、処理物の濡れ具合等の条件をオペレータが判断して
微調節することができるようにしている。

【００３１】最後に処理（ニ）において補正後の操作量
Ｋに基づいてシーブモータＭ１及びトウミモータＭ２が
駆動される。前述のチャフシーブ開度センサＳ２及びト
ウミ排風開度センサＳ３の検出情報も正負の８ビットデ
ィジタル値に変換され、その変化量が上記操作量Ｋと一
致するまで各モータＭ１，Ｍ２が駆動されることになる
。

【００３２】以下、別実施例について列記する。■　　
上記実施例では、処理物の層の厚さの適正範囲中央値か
らの偏差及びその変化量からファジイ推論によって選別
装置の処理能力調節の操作量（シーブ開度及びトウミ排
風開度の操作量）を求めるように構成したが、処理物の
層の厚さの絶対値、及びその変化量からチャフシーブ開
度及びトウミ排風開度の目標値を決定するように構成し
てもよい。

【００３３】■　　層厚検出手段の検出値と、その変化
率に基づいて選別装置の処理能力調節の操作量を決定す
る方法はファジイ推論に限らず、例えば、ＯＰアンプ等
を用いたＰＩＤ制御回路によって行うこともできる。

【００３４】■　　上記実施例の選別装置は、チャフシ
ーブ開度と唐箕風力を調節することによりその処理能力
を調節するものであるが、本発明はこれに限らず、例え
ばチャフシーブの代わりに選別シーブの濾過面積を調節
する遮蔽板を出退させるタイプの選別装置にも適用でき
る。又、自脱型のコンバインに限らず、全桿投入型のコ
ンバインにも適用できる。

【００３５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るコンバインの脱穀選別装
置のブロック図

【図２】同じくコンバインの側面外観図

【図３】同じく
コンバインの動力伝達系の説明図

【図４】同じくコンバ
インの脱穀部を示す透視図

【図５】選別装置のチャフシ
ーブ開度調節機構の概略図

【図６】選別装置のトウミ排
風開度調節機構の概略図

【図７】層厚検出手段とその周
辺の側面図

【図８】脱穀選別制御の流れ図

【図９】ファジイ変数のメンバシップ関数を示す図

【図
１０】ファジイ推論のルールを示すテーブル

【符号の説明】

１９　　揺動選別板 Ｂ　　　　選別装置 Ｈ　　　　制御手段 Ｓ１　　層厚検出手段 Ｖ１　　手動調節手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　脱穀後の処理物を選別する選別装置（
   Ｂ）に備えられた揺動選別板（１９）上の処理物の層の
   厚さを検出する層厚検出手段（Ｓ１）と、前記処理物の
   層の厚さが適正範囲となるように前記選別装置（Ｂ）の
   処理能力を自動調節する制御手段（Ｈ）が設けられた脱
   穀選別制御装置であって、前記制御手段（Ｈ）は、前記
   層厚検出手段（Ｓ１）の検出値と、その変化率に基づい
   て前記選別装置（Ｂ）の処理能力調節の操作量を決定す
   るように構成されている脱穀選別制御装置。
2. 【請求項２】　　前記操作量を補正する手動調節手段（
   Ｖ１）が設けられている請求項１記載の脱穀選別制御装
   置。