JPH0445473Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は脱穀部に送給される穀稈の扱深さを、
その稈長の検出結果に基づいて調節する収穫機の
扱深さ自動調節装置に関する。

〔従来技術〕

収穫機における扱深さ自動調節装置は、短稈を
検出するための短稈センサと、長稈を検出するた
めの長稈センサとを穀稈の送給方向と直交する方
向に並設してなる稈長センサを、脱穀部の入口側
に設け、該稈長センサが短稈を検出した場合には
縦搬送チエインを深扱ぎ側へ、また長稈を検出し
た場合には浅扱ぎ側へ夫々傾動させて、扱深さを
自動調節する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

このような従来の扱深さ自動調節装置において
は、脱穀部に送給される穀稈中に短稈と長稈とが
混在し、前記短稈センサによる短稈の検出と、長
稈センサによる長稈の検出とが頻繁に繰り返され
る場合、即ち稈長の変動が大きい場合には、その
検出結果に基づく扱深さ調節動作が稈長の変動に
追随できず、その間に脱穀部に送給される穀稈
を、適正な扱深さにて脱穀処理することができ
ず、扱残しを招来する虞れがある。

そこで、制御すべき物理量の制御を行わない不
感帯を設けて、物理量が不感帯から逸脱する頻度
を計数し、この頻度に応じて不感帯の範囲を変化
させて、物理量の制御精度を高めるようにした農
業機械の自動調節装置が特開昭58−99801号公報
に示されるている。

しかし乍ら、この制御装置は物理量が不感帯か
ら逸脱する頻度を計数して、その頻度に応じて不
感帯の範囲を変化させるために、不感帯の範囲が
変化するまで待時間が生じて、物理量が速く変化
する場合は、不感帯の範囲が適正に追従せず制御
精度が低下するという問題がある。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
り、脱穀部に送給される穀稈の稈長が大きく変動
する場合においても、その変動に迅速に追随して
扱深さ調節が高精度に行える扱深さ自動調節装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る収穫機の扱深さ自動調節装置は、
脱穀部に送給される穀稈の稈長を検出し、その検
出結果に基づいて扱深さを自動調節する収穫機の
扱深さ自動調節装置において、前記稈長の変動を
検出する稈長検出部と、該稈長検出部の検出結果
に基づいて、稈長平均値及び所定検出域の稈長平
均値である代表稈長を算出する手段と、算出した
稈長平均値及び代表稈長により標準偏差を算出す
る手段とを備え、前記標準偏差に応じて不感帯幅
を変更すべく構成してあることを特徴とする。

〔作用〕

稈長検出部で稈長の変動を検出すると、稈長平
均値及び所定検出域の稈長平均値である代表稈長
を算出する。算出した稈長平均値及び代表稈長に
より標準偏差を算出し、その標準偏差に応じて不
感帯幅を変更する。

これにより、検出した稈長に基づいて待ち時間
なく不感帯幅を変更できる。

〔実施例〕

以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて
詳述する。第１図は、本考案に係る扱深さ自動調
節装置（以下本案装置という）を備えた収穫機の
外観斜視図であり、第２図は縦搬送チエインの駆
動機構の略示正面図である。

図において１は、脱穀部２を搭載してなる本体
部であり、該本体部１の前側には刈刃３、穀稈引
起装置４等にて構成された刈取部５が昇降自在に
取付けられている。該刈取部５の後側には、刈取
られた穀稈を後上方へ搬送する縦搬送チエイン１
０が、その終端部を、脱穀部２の扱口に沿つて延
設された穀稈挾扼移送装置１１の始端部に臨ませ
て設けられている。

そして、刈取部５にて刈取られた穀稈は、図示
しない下部搬送装置を経て縦搬送チエイン１０に
て脱穀部２の前部まで搬送されて穀稈挾扼移送装
置１１に受継がれ、該装置１１にて、その穂先側
を扱口から脱穀部２の扱室２ａ内に挿入した状態
で移送される間に、扱室２ａに設けた扱胴２ｂに
て脱穀処理されるようになつている。

前記縦搬送チエイン１０は、第２図に示す如
く、本体部１の前部に立設した支柱１２の上端部
に、その左側（第２図においては右側）中央部を
回動自在に枢支して取付けられており、その右側
下部に突設されたブラケツト１０ａには、駆動モ
ータ１３の回転に応じて進退する駆動アーム１４
の先端部が回動自在に枢支されている。

而して駆動モータ１３が正転（又は逆転）し
て、駆動アーム１４が進出（又は退入）した場合
には、縦搬送チエイン１０は支柱１２の枢支点を
枢軸として、前方より見て反時計廻り（又は時計
廻り）に傾動されるようになつている。

そして、縦搬送チエイン１０が反時計廻り（又
は時計廻り）に傾動されると、該チエイン１０に
て搬送された穀稈は、穀稈挾扼移送装置１１に受
継がれる際、該装置１１にて、より株本側（又は
穂先側）を挾扼されることになり、扱室２ａ内へ
の挿入長が長く（又は短く）なつて、深扱ぎ（又
は浅扱ぎ）状態にて脱穀処理されることになる。

第３図は収穫機前部の略示平面図、第４図は本
案装置の制御系のブロツク図である。イメージセ
ンサを用いてなる稈長センサ６は、縦搬送チエイ
ン１０にて搬送される穀稈をその一部に含み、該
穀稈の搬送方向と平行な、第３図に２点鎖線にて
示す如き矩形の撮像視野Ａ内を撮像すべく、脱穀
部２の前部にやや前下方に向けて取付けられてい
る。

前記稈長センサ６は、例えばｎ×ｍの画素数を
有するCCD（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice，電荷
結合素子）60及び該CCD60の感光面上に対象物
の像を結像させるための光学レンズ61等にて構成
されており、その出力信号は、Ａ／Ｄ変換器７０
と、ビデオメモリ７１ａ，７１ｂと、演算制御部
７２とからなる画像信号処理部７に与えられてい
る。

CCD60は、光学レンズ６１を通過してその各
画素上に照射される光の強さ及び照射時間に応じ
た電荷を蓄積しており、前記演算制御部７２から
所定の時間間隔にてクロツクパルスが与えられる
都度、各画素における電荷に応じたレベルを有す
る画像信号を、撮像視野Ａにおける穀稈の搬送方
向を主走査方向とする順に画像信号処理部７の
Ａ／Ｄ変換器７０に出力する。

この画像信号は、Ａ／Ｄ変換器７０において、
所定のしきい値を基準として明暗２値化された
後、前記クロツクパルスに対応してビデオメモリ
７１ａに与えられ、これに明部を表す“１”と暗
部を表す“０”とからなる２値画像データとして
格納される。ビデオメモリ７１ａに１フレームの
格納を終えると、次なるクロツクパルスに対応し
てビデオメモリ７１ｂに同様に格納され、以後前
記２値画像データはビデオメモリ７１ａ，７１ｂ
に交互に格納される。

マイクロコンピユータを用いてなる演算制御部
７２は、ビデオメモリ７１ａ又は同７１ｂから画
像データを読込み、後述する如く、この画像デー
タから撮像視野Ａ内の穀稈の稈長を算出するとと
もに、該稈長の変動を稈長算出値の標準偏差とし
て算出し、これらの算出値に応じてハイ又はロー
レベルとなる制御信号V₁及びV₂を縦搬送チエイ
ン１０を前述の如く傾動させる前記駆動モータ１
３の駆動回路８に出力する。

モータ駆動回路８は、電磁リレー８１，８２及
びスイツチングトランジスタ８３，８４を第４図
を示す如く接続して構成されており、スイツチン
グトランジスタ８３（又は同８４）が動作する
と、電磁リレー８１（又は同８２）が励磁される
ようになしてあり、電磁リレー８１（又は同８
２）が励磁された場合には、駆動モータ１３に電
流が供給され、該モータ１３が逆転（又は正転）
し、縦搬送チエイン１０が浅扱ぎ（又は深扱ぎ）
側に傾動されるようになつている。スイツチング
トランジスタ８３及び同８４には、前記演算制御
部７２から出力される制御信号V₁及び同V₂が
夫々与えられており、制御信号V₁がハイレベル
である場合にはスイツチングトランジスタ８３
が、また制御信号V₂がハイレベルである場合に
はスイツチングトランジスタ８４が夫々動作する
ようになつている。

さて、以上の如く構成された本案装置の動作に
ついて説明する。収穫機は刈取部５を動作させつ
つ圃面上を走行し、該圃面に植立する穀稈を刈刃
３にて刈取る。刈取られた穀稈は縦搬送チエイン
１０にて、脱穀部２の前部まで搬送された後、穀
稈挾扼移送装置１１に受継がれ、該装置１１にて
その穂先側を扱室２ａ内に挿入された状態で後方
に移送される間に扱室２ａに内設した扱胴２ｂに
て脱穀処理される。

稈長センサ６は、この間、縦搬送チエイン１０
にて搬送される穀稈を、その撮像視野Ａ内におい
て撮像し、その撮像結果から得られる画像信号
を、画像信号処理部７に出力している。

第５図及び第６図は稈長センサ６の撮像結果を
示す模式図である。これらの図において、ハツチ
ングを施して示す部分は、穀稈の存在する部分で
あり、その他の部分は穀稈とともに撮像された機
体の一部等の背景部である。稈長センサ６にて撮
像視野Ａ内を撮像した場合に、穀稈の存在する部
分は背景に比較して明るく撮像されるため、稈長
センサ６からの画像信号を、Ａ／Ｄ変換器７０に
て明暗２値化すると、穀稈部は明部を表す“１”
に、背景部は“０”に夫々２値化され、ビデオメ
モリ７１ａ又は同７１ｂに格納される。

第７図は演算制御部７２の制御内容を示すフロ
ーチヤートである。演算制御部７２は、ビデオメ
モリ７１ａ又は同７１ｂに格納されている２値画
像デーダを読込み、これらを穀稈の搬送方向と直
交する方向、即ち第５図、第６図における上下方
向のｍ本の主走査線に沿つて夫々調べ、画像デー
タが“０”から“１”に遷移する位置、即ち背景
部と穀稈部との境界の位置を検出することによ
り、各副走査線上における稈長l_i（ｉ＝１…ｍ）を
算出する。例えば、第５図に示す如くｉライン目
の主走査線上を上側（穂先側）から下側（株本
側）に向かつて調べた場合に、主走査線上に並ぶ
CCD60のｎ個の画素の内、ｊ番目の画素に相当
する位置において、前記遷移が生じたとすると、
該主走査線上における稈長l_iは次式によつて算出
される。

l_i＝ｎ−ｊ …(1) 次いで演算制御部７２は、撮像視野Ａ全域にわ
たる、前記稈長l_iの平均値と、撮像視野Ａの限
定された範囲、例えば、最終ｍライン目から前方
ｋ本の主走査線上における稈長l_iの平均値として
代表稈長ｌとを夫々次式により算出する。

＝１／ｍ_n 〓ⁱ⁼¹ l_i …(2) ｌ＝１／ｋ_n 〓^i=m(k+1) l_i …(3) その後演算制御部７２は式(1)にて算出される各
稈長l_iと、式(2)にて算出される稈長平均値とに
より、撮像視野Ａ内における稈長の標準偏差Ｓを
次式により算出する。

このようにして求めた標準偏差Ｓの値は、稈長
センサ６にて撮像された穀稈の稈長の変動を示
し、第５図に示す如く撮像視野Ａ全域にわたつて
稈長の変動が小さい場合には小さく、逆に第６図
に示す如く稈長の変動が大きい場合には大きくな
る。式(4)により標準偏差Ｓを算出した後、演算制
御部７２は、これを予め設定された標準偏差の上
限値Smax及び同下限値Sminと比較し、Ｓが
Smax以上である場合にはＳ＝Smaxとし、また
ＳがSmin以下である場合には、Ｓ＝Sminとし、
更にＳがSmaxよりも小であり、且つSminより
も大である場合には、式(4)にて求めた標準偏差Ｓ
の値をそのまま用いて、これに所定の定数Ｃを乗
じて不感帯幅Δlを算出する。次いで、扱深さ調
節の基準となる予め設定された基準稈長l_Sに、前
記不感帯幅Δlの半分を加算して、稈長の上限値
l_naxを、また基準稈長l_Sから不感帯幅Δlの半分を
減算して、稈長の下限値l_nioを夫々算出する。そ
して先に式(3)にて算出した代表稈長ｌを前記上限
値l_nax及び下限値l_nioと比較し、ｌがl_nax以上であ
る場合、換言すれは、稈長センサ６の撮像結果か
ら算出される稈長が、l_naxにて代表される稈長よ
りも長い場合には、縦搬送チエイン１０を浅扱ぎ
側に傾動せしめるべく、前記制御信号V₁をハイ
レベルに転じ、一方ｌがl_nio以下である場合、換
言すれば稈長センサ６の撮像結果から算出される
稈長がl_nioにて代表される稈長よりも短い場合に
は、縦搬送チエイン１０を深扱ぎ側に傾動せしめ
るべく、前記制御信号V₂をハイレベルに転じる。
更にｌがl_nioよりも大であり、且つl_naxよりも小で
ある場合、換言すれば、稈長センサ６の撮像結果
から算出される稈長が、前記基準稈長l_sを中央値
とする前記不感帯幅Δlの範囲内の稈長である場
合には、駆動モータ１３が回転されないよう、制
御信号V₁及び同V₂を共にローレベルとする。そ
の結果縦搬送チエイン１０にて脱穀部２に送給さ
れる穀稈は、稈長センサ６の撮像結果から算出さ
れる前記代表稈長ｌが、稈長の上限値l_naxと同下
限値l_nioとの間の値となるように、その扱深さを
自動調節されることになる。そして上限値l_naxと
下限値l_nioとの間の差である前記不感帯幅Δlは、
式(4)にて算出される標準偏差Ｓの大小に応じて増
減されるので、第５図に示す如く撮像視野Ａ内に
おける稈長の変動が小さい場合には、式(3)にて算
出される代表稈長ｌを、前記基準稈長l_sを中心と
して比較的狭い範囲内に収めるように、また第６
図に示す如く撮像視野Ａ内における稈長の変動が
大きい場合には、前記代表稈長ｌを基準稈長l_sを
中心として比較的広い範囲内に納めるように、扱
深さ調節が夫々実行される。即ち、縦搬送チエイ
ン１０にて搬送される穀稈中に、長稈と短稈とが
混在している場合には、前記不感帯幅Δlに含ま
れるような稈長の小さい変動に対して扱深さ調節
が行われないので稈長の大きい変動に対して確実
に追随する扱深さ調節が可能となり、逆に縦搬送
チエイン１０にて稈長の揃つた穀稈が送給されて
いる場合には、稈長の小さい変動に対して、細か
く扱深さ調節が行われる。

そしてこのように、不感帯幅の変更は、検出し
た稈長に基づいて、稈長平均値及び代表稈長を算
出し、標準偏差を算出して、待ち時間なく行われ
るから、稈長の変動が速くても不感帯の範囲が適
正に追随することになる。

なお、代表稈長のｌの算出手順は、本実施例に
示す手順に限らず、例えば所定の副走査線上にお
ける稈長l_iを代表稈長ｌとしてもよく、また稈長
平均値及び標準偏差Ｓを算出する際に本実施例
においては、式(2)及び式(4)に示す如く撮像視野Ａ
全域にわたる稈長の平均値及び標準偏差としてこ
れらの値を算出しているが、撮像視野Ａ内の一部
の領域において算出してもよいことは言うまでも
ない。

更に、本実施例においては、稈長センサとして
２次元のイメージセンサを用いた場合について述
べたが、１次元のイメージセンサを、その長手方
向を穀稈の搬送方向と直交させて脱穀部２の前側
に設け、該センサにて穀稈を撮像するように構成
した稈長センサ、又は脱穀部２の前側に穀稈の搬
送方向と直交する方向に複数個並設した超音波受
信器と、穀稈を挾んでこれと対向する超音波発信
器とを設け、該発信器からの超音波を受信した前
記受信器の個数により稈長を検出するように構成
した超音波を利用した稈長センサ等を用いてもよ
いが、この場合には前記実施例における稈長平均
値及び標準偏差Ｓを算出する際に例えば現時点
より以前の数回の稈長検出値を用いて算出すれば
よく、代表稈長ｌとしては、現時点における稈長
検出値を用いればよい。

〔効果〕

以上詳述した如く本案装置においては、脱穀部
に送給される穀稈の稈長の変動を検出して、稈長
平均値及び所定検出域の稈長平均値である代表稈
長を算出し、その稈長平均値及び代表稈長により
標準偏差を算出して、この標準偏差に応じて不感
帯幅を変更するようにしたから、不感帯幅が変更
されるまでに待ち時間を要せず、稈長の変動が速
くても、不感帯幅が不適正にならずに、高精度に
扱深さを調節することができる。また脱穀部に送
給される穀稈の変動に基づいて、扱深さ調節の際
の不感帯幅が変更されるので、稈長変動が大きい
場合には、稈長の小さい変動に左右されることな
く、大きい変動幅に確実に追随でき、稈長変動が
小さい場合には小さい変動幅に対して細かい扱深
さ調節が行われ、常に適正な扱深さでの脱穀処理
が行える等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示すものであり、第
１図は本案装置を備えた収穫機の外観斜視図、第
２図は縦搬送チエイン駆動機構の略示正面図、第
３図は収穫機の前部の略示平面図、第４図は本案
装置の制御系のブロツク図、第５図及び第６図は
稈長センサの撮像結果を示す模式図、第７図は演
算制御部の制御内容を示すフローチヤートであ
る。 ２……脱穀部、５……刈取部、６……稈長セン
サ、７……画像信号処理部、８……モータ駆動回
路、１０……縦搬送チエイン、７２……演算制御
部、Ａ……撮像視野。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 脱穀部に送給される穀稈の稈長を検出し、その
   検出結果に基づいて扱深さを自動調節する収穫機
   の扱深さ自動調節装置において、 前記稈長の変動を検出する稈長検出部と、該稈
   長検出部の検出結果に基づいて、稈長平均値及び
   所定検出域の稈長平均値である代表稈長を算出す
   る手段と、算出した稈長平均値及び代表稈長によ
   り標準偏差を算出する手段とを備え、前記標準偏
   差に応じて不感帯幅を変更すべく構成してあるこ
   とを特徴とする収穫機の扱深さ自動調節装置。