JPH0472485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 この発明は、コンバインやトラクタ等の移動農
機に関し、特に方向転換動作を予め記憶された動
作に従つて行う自動方向転換機能を有する移動農
機に関する。

(b) 発明の概要 この発明に係る自動方向転換機能を有する移動
農機は、方向転換動作を正確に行うために、現在
の角速度と基準角速度とを比較する手段と、比較
結果に応じて回行方向側の車軸の制動を制御する
手段とを設けることにより、回行行程での角速度
を基準値に略等しくし角速度の変化に起因する回
転半径の変化を防止するようにしたものである。

(c) 従来技術とその欠点 コンバインやトラクタ等の移動農機を農場内で
使用する場合には、直進動作と回行動作とを組み
合わせて農地の全面を走行しなければならない。
特にコンバインによる刈取作業では、農場の外周
部から内部に向かつて周回動作を行うのが一般的
である。一辺の刈取作業が終了した際には第５図
に示すように回行行程を直進行程とを組合わせて
方向転換することが作業効率を向上する上で望ま
しい。しかしコンバインを第５図に示すような状
態に移動させるためには煩雑な操作が必要で、加
えて刈取作業における方向転換時には刈取部の上
下動等の操作も必要で方向転換作業が極めて煩雑
になる。

そこで従来は特開昭55−54814号公報に開示さ
れているように、第５図に示す進行方向変更動作
をコンバインの走行制御手段に記憶させておき、
同図中Ｓ２，Ｓ４で示す回行行程では地磁気セン
サによる角度の検出結果に基づいて方向制御を行
い、同図中Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５で示す直進行程では
車軸等の回転数の検出によつて走行距離を制御す
るようにし、進行方向変更動作を自動化するよう
にしていた。

しかしながら上記従来の自動方向転換機能を有
する移動農機では、回行行程時に回行方向側の車
軸の駆動を停止し、これを地磁気センサが設定角
度分の方向転換が終了したと検出するまで継続し
ていた。駆動を停止された車軸は接地面と側面と
の抵抗の差によつて駆動されている側の車軸の回
転動作の影響を受ける。即ち、車軸に働く側面抵
抗が小さい場合には回行方向側の車軸が連れ周り
し、農機の角速度が小さくなる。これによつて回
転半径が存大きくなり、設定角度の回行行程を終
了するまでの時間および距離が長くなる。このた
め進行方向の変更動作が終了した際に農機が作物
に対向しない場合が生じる。このように農地の乾
湿状態に左右される車軸の側面抵抗の変化によつ
て農機の角速度および回転半径に差異を生じ、回
行行程の終了位置が変化してしまい、正確な進行
方向変更動作を行うことができない欠点があつ
た。

(d) 発明の目的 この発明の目的は上記従来の欠点に鑑み、車軸
の側面抵抗の変化によつて生じる回行行程時の農
機の角速度および回転半径の変化を小さくし、回
行行程の終了位置の誤差を少なくして進行方向変
更動作を正確に行うことができる自動方向転換機
能を有する移動農機を提供することにある。

(e) 発明の構成および効果 この発明の自動方向転換機能を有する移動農機
は、回行行程中の特定された微小時間間隔での地
磁気検知手段の検出角度の変位と予め設定された
基準角速度とを比較する角速度比較手段と、この
角速度比較手段において現在の角速度が基準角速
度より小さい場合に駆動手段により回行方向側の
車軸を制動し、この後現在の角速度が基準角速度
より大きくなるかまたは設定角度の回行行程を終
了した際に制動を解除する回行速度制御手段とを
設けたことを特徴とする。

以上の構成によりこの発明によれば、回行行程
中に変化し続ける地磁気検知手段の検出角度の微
小時間における変化量を現在の農機の角速度と
し、この現在の角速度と所定の進行方向変更動作
において予め設定された基準角速度とを比較し、
基準角速度に対する現在の角速度の差異に応じて
回行方向側の車軸の動作を制御し、回行時の角速
度を基準角速度に略一致させることができる。こ
れによつて農地の乾湿状態に左右される車軸の側
面抵抗の変化による角速度の誤差を補正すること
ができるため、所定の進行方向変更動作を設定さ
れた通りに実行することができ、正確な農作業を
行うことができる。

(f) 実施例 第２図は、この発明の実施例である自動方向転
換機能を有する移動農機であるコンバインの概略
平面図である。

コンバイン１の前端部には刈取部２が装着され
ている。この刈取部２は畦を乗り越える際や道路
を走行する場合に上昇させ、刈取作業中には収穫
環境条件に応じて下方において高さを変更しなけ
ればならない。コンバイン１は、左右一対に設け
られたクローラ３ａ，３ｂの回転により走行す
る。クローラ３ａ，３ｂはそれぞれ車軸４ａ，４
ｂにより駆動される。車軸４ａ，４ｂの端部には
ドライブギヤ５ａ，５ｂが固定されている。この
ドライブギヤ５ａ，５ｂは移動体６ａ，６ｂに形
成された外側歯車とかみ合う。移動体６ａ，６ｂ
の外側歯車は伝達ギヤ７の内歯歯車ともかみ合
う。伝達ギヤ７には図外のトランスミツシヨンを
経由したエンジンの駆動力が連結ギヤ８により伝
達される。移動体６ａ，６ｂは図中矢印Ａまたは
Ｂ方向に移動可能にされており、図中矢印Ｆで示
す進行方向の右側の移動体６ａは伝達ギヤ６ａの
内歯歯車とのかみ合いを解除されており、連結ギ
ヤ８の駆動力はドライブギヤ５ａに伝わらない。
右側の移動体６ａが更に矢印Ｂ方向に移動すると
ブレーキ９ａが作動し移動体６の回転が規制され
る。このときドライブギヤ５ａと移動体６ａの内
歯歯車とはかみ合つたままであるため、車軸４ａ
およびクローラ３ａが制動される。

左側の移動体６ｂも同様に動作を行い、図中に
示す状態から矢印Ａ方向に移動するとまず伝達ギ
ヤ７の内歯歯車とのかみ合いが外れ、更に矢印Ａ
方向に移動するとブレーキ９ｂが作動する。以上
の移動体６ａ，６ｂの動作において伝達ギヤ７の
内歯歯車とかみ合つている状態が駆動状態、伝達
ギヤ７の内歯歯車とのかみ合いが解除された状態
が駆動解除すなわちクラツチオンの状態更に、ブ
レーキ９ａ，９ｂが作動する位置が制動すなわち
ブレーキオンの状態である。

移動体６ａ，６ｂのそれぞれには図外のリンク
機構を介して油圧シリンダ１０ａ，１０ｂのピス
トンロツドが連結されている。油圧シリンダ１０
ａ，１０ｂは切換弁１１を介して油圧ポンプ１２
と連結されている。油圧ポンプ１２から圧油が切
換弁１１を経由して油圧シリンダ１０ａ，１０ｂ
に流入し、ピストンロツドを動作させる。このピ
ストンロツドの動作がリンク機構により移動体６
ａ，６ｂに矢印ＡまたはＢ方向の移動として伝え
られる。以上の構成により切換弁１１の駆動によ
り移動体６ａ，６ｂを矢印ＡまたはＢ方向に移動
し、クローラ３ａ，３ｂを駆動、クラツチオンお
よびブレーキオンのいずれかの状態にすることが
できる。更に、コンバイン１にはこの発明の地磁
気検知手段である公知の地磁気センサ１３が取り
付けられている。

第３図は、上記コンバインの制御部のブロツク
図である。

CPU３１には自動制御動作のプログラムを記
憶したROM３３および入出力されるデータを記
憶するRAM３４により構成されたメモリ部が接
続されている。CPU３１には地磁気センサ１３
の検知信号がＩ／Ｏ３５を介して入力され、コン
バイン１の進行方向の絶対方位に対する角度を知
る。またCPU３１からはＩ／Ｏ３６を介して弁
駆動部３２に切換弁１１の制御信号が出力され
る。CPU３１は地磁気センサ１３からの検出信
号とROM３３に記憶したプログラムとに基づい
て弁駆動部３２に切換弁１１を駆動の制御信号を
出力する。弁駆動部３２はこの制御信号に基づい
て切換弁１１を駆動する。

第１図Ａ〜Ｆは、上記コンバインの進行方向変
更動作を示すフローチヤートである。また第４図
は、上記コンバインの進行方向変更動作を示す概
略平面図である。

コンバイン１が所定距離の矢印Ｃ方向の直進を
終了し、作物４１の端部に達するとステツプｎ１
（以下“ステツプni”を単に“ni”という。）にお
いて第２図に示す刈取部２を上昇させる。進行方
向変更動作中に障害物と接触することを避けるた
めである。コンバイン１は矢印Ｃ方向の直進を継
続しており、ｎ２で走行距離L_xの計測が開始さ
れる。走行距離L_xの計測は図外のトランスミツ
シヨンの出力軸に取り付けられた回転数検知セン
サの出力信号を計数することにより行われる。

ｎ３では走行距離L_xが予め設定された距離L₁
に一致したか否かが判別される。ｎ３において両
者が一致しなかつた場合にはｎ４に進み、コンバ
イン１の矢印Ｃ方向の直進車速V_xが所定の速度
V₁に一致しているか否かが判別される。ｎ４で
両者が一致していない場合にはｎ５に進み、現在
の車速V_xと設定速度V₁とを比較し、ｎ６または
ｎ７で減速されてｎ３に戻る。ｎ４において現在
の車速V_xが設定速度V₁に等しい場合には直接ｎ
３に戻る。ｎ３において走行距離L_xが設定距離
L₁に一致した場合にはｎ８に進む。以上のｎ１
〜ｎ７の動作が第４図に示す直進行程Ｗ１の動作
である。

ｎ１〜ｎ７の動作によつて直進行程Ｗ１が終了
すると矢印Ｃ方向の左側の車軸のクラツチをオン
する。これは弁駆動部３２を介して切換弁１１を
駆動し、移動体６ｂを矢印Ａ方向に移動させるこ
とにより行われる。これによりコンバイン１は左
方向に回行動作を行う。地磁気センサ１３はコン
バインの進行方向の絶対方位に対する角度を検出
しており、この地磁気センサ１３の検出角度の微
小時間間隔での変位である現在の角速度Δθが
CPU３１により演算されている。ｎ９において
この現在の角速度Δθと予め設定された基準角速
度αとが比較される。ｎ９において現在の角速度
Δθが基準角速度αよりも小さい場合にはｎ１０
に進み左側のブレーキ９ｂをオンする。この動作
は弁駆動部３２を介して切換弁１１を駆動し、移
動体６ｂを更に矢印Ａ方向に移動することにより
行われる。

次いでｎ１２で回行角度θが60゜に達したか否
かが判別される。この回行角度θは矢印Ｃ方向の
直進方向に対して計測される。ｎ１２において両
者が一致しない場合にはｎ９に戻り、角速度の比
較が成される。ｎ９において現在の角速度Δθが
基準角速度αよりも大きくなつた場合にはｎ１１
に進み左側のブレーキ９ｂをオフしてｎ１２に進
む。ｎ１２において回行角度θが60゜に一致する
まで以上のｎ９〜ｎ１１の動作を行うことによ
り、コンバイン１の回行行程時における角速度を
基準角速度αに略一致させることができる。すな
わち回行行程Ｗ２での所定の移動軌跡に実際の移
動軌跡を一致させることができる。ｎ１２で回行
角度が60゜に達した場合にはｎ１３に進み左側の
移動体６ｂを矢印Ｂ方向に動作させてブレーキお
よびクラツチをオフする。以上のｎ８〜ｎ１３の
動作が回行行程Ｗ２に相当する。

ｎ１３で左側の車軸４ｂを駆動状態にした後ｎ
１４に進み、走行距離L_xの計測を開始する。次
いでｎ１５で図外のトランスミツシヨンを動作さ
せてコンバイン１の直進速度を減速する。この減
速動作はｎ１６で現在車速V_xが０になりコンバ
イン１が停止した際に走行距離L_xが設定距離L₃
に一致するように成される。この後ｎ１８でオペ
レータの安全およびコンバイン１を構成する各部
品への急激な応力の作用を防ぐため２秒間停止し
てｎ１９に進む。以上のｎ１４〜ｎ１８の動作が
直進行程Ｗ３に相当する。

ｎ１８で２秒間経過するとｎ１９に進み後退を
開始する。このときｎ２０で走行距離L_xの計測
が開始され、ｎ２１で後退速度が増速される。次
いでｎ２２で走行距離L_xが設定距離L₄に一致し
たか否かが判別される。ｎ２２で両者が一致しな
い場合にはｎ２３に進み現在車速V_xが設定速度
V₄に等しいか否かが判別される。両者が一致し
ていない場合にはｎ２１に進み車速を増速して再
度ｎ２２に進む。ｎ２３で両者が一致している場
合にはｎ２４に進み走行距離L_xが設定距離L₄に
等しくなつたか否かを判別する。以上のｎ２１〜
ｎ２４の動作により設定速度V₄で設定距離L₄ま
で後退動作が行われる。以上のｎ１９〜ｎ２４の
動作が直進行程Ｗ４に相当する。

ｎ２２またはｎ２４で走行距離L_xが設定距離
L₄に一致した場合にはｎ２５に進む。ｎ２５で
は右側の移動体６ａを矢印Ｂ方向に移動して右側
車軸４ａをクラツチオンの状態にする。次いでｎ
２６で現在の角速度Δθと基準角速度αとが比較
される。ｎ２６において現在の角速度Δθが基準
角速度αよりも小さい場合には右側の移動体６ａ
を更に矢印Ｂ方向に移動して右側車軸４ａをブレ
ーキオンの状態にする。次いでｎ２９で回転角度
θが90゜に達したか否かを判別する。この回転角
度θは矢印Ｃ方向の直進方向に対して地磁気セン
サ１３が検出している角度である。ｎ２９で両者
が一致しない場合にはｎ２６に戻り、再度角速度
の比較が成される。ｎ２６において現在の角速度
Δθが基準角速度αよりも大きい場合にはｎ２８
に進み、右側の移動体６ａを矢印Ａ方向に動作し
てブレーキ９ａをオフし、右車軸をクラツチオン
のみの状態にする。以上のｎ２６〜ｎ２８の動作
により回行行程におけるコンバイン１の角速度を
基準角速度αに略一致させることができる。すな
わち回行行程Ｗ５での所定の移動軌跡に実際の移
動軌跡を一致させることができる。ｎ２９におい
て回転角度θが90゜に等しくなつた場合にはｎ３
０に進み、移動体６ａを矢印Ａ方向に動作してブ
レーキおよびクラツチをオフし、右側車軸４ａを
駆動状態にする。以上のｎ２５〜ｎ３０の動作が
回行行程Ｗ５に相当する。

ｎ３０で右側車軸４ａを駆動状態にした後、ｎ
３１に進み、図外のトランスミツシヨンを動作し
て速度の減速が成される。ｎ３２で現在車速V_x
が０になりコンバイン１が停止した後、ｎ３３に
進み刈取部２を下降して進行方向変更動作を終了
する。以上のｎ３１〜ｎ３３の動作が直進行程Ｗ
６に相当する。

以上の動作においてｎ９およびｎ２６がこの発
明の角速度比較手段に相当し、ｎ１０〜ｎ１３お
よびn27〜ｎ３０が同じく回行速度制御手段に相
当する。

以上のように回行角度60゜の回行行程Ｗ２、回
行角度30゜の回行行程Ｗ５および直進行程Ｗ１，
Ｗ３，Ｗ４，Ｗ６を組合わせることによりコンバ
イン１の進行方向を90゜変更することができる。
直進行程Ｗ１およびＷ４では走行距離L_xととも
に現在車速V_xが制御されるため、湿田における
場合のように走行抵抗の増加に対処し、作業時間
の過大な延長を防止することができる。また回行
行程Ｗ２およびＷ５では、回行動作中における角
速度Δθを設定された基準角速度αに略一致させ
ることができるため回行行程の時間および回転半
径の基準値に対する誤差を少なくすることができ
る。これによつて進行方向変更動作終了時に作物
に対してコンバイン１が不適当な方向になること
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ〜Ｆはこの発明の実施例である自動方
向転換機能を有する移動農機の進行方向変更動作
を示すフローチヤート、第２図は、同移動農機の
要部の構成を示す概略平面図、第３図は同移動農
機の制御部のブロツク図、第４図は同移動農機の
進行方向変更動作を示す概略平面図、第５図は従
来の移動農機の動作を説明する概略平面図であ
る。 ６ａ，６ｂ…移動体（駆動手段）、９ａ，９ｂ
…ブレーキ、１３…地磁気センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 左右の車軸のそれぞれに対し独立して駆動、
   駆動解除および制動が可能である駆動手段と、絶
   対方位を検出する地磁気検知手段とを備え、設定
   角度の回行行程と直進行程とを組み合わせた所定
   の進行方向変更動作を行う自動方向転換機能を有
   する移動農機において、 前記回行行程中の特定された微小時間間隔での
   前記地磁気検知手段の検出角度の変位と予め設定
   された基準角速度とを比較する角速度比較手段
   と、この角速度比較手段において現在の角速度が
   基準速度より小さい場合に前記駆動手段により回
   行方向側の車軸を制動し、この後現在の角速度が
   基準角速度より大きくなつた際、または所定角度
   の回行行程を終了した際に制動を解除する回行速
   度制御手段と、を設けてなる自動方向転換機能を
   有する移動農機。