JPH0474968B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一つの作業行程終了後においてその
行程と交差する方向に向う次の作業行程へ機体を
自動走行させる刈取収穫機のターン制御装置に関
する。

〔従来の技術〕

かかる刈取収穫機のターン制御装置を用いて、
一つの作業行程終了後においてその行程と交差す
る方向に向う次の作業行程へ機体を自動走行させ
るに、前記一つの作業行程終了に伴つて次作業行
程側へ所定角度旋回させながら前進させ、次に次
作業行程の手前箇所に向つて所定距離後退させ、
さらに次作業行程に沿う方向に所定角度旋回させ
ると共に前進させて、次作業行程の作業を開始さ
せるようにする第１ターン制御手段にて機体を自
動走行させるのである。

しかしながら、上記第１ターン制御手段にて機
体を次の作業行程へターンさせるに際して、走行
装置がスリツプしてしまうことがあるため前記タ
ーン終了後において次の作業行程の茎稈に対する
機体の横巾方向での位置が適正位置からズレるこ
とがある。そして、そのズレた状態において、次
の作業行程へ突入させると、例えば刈取収穫機に
備える分草具で茎稈を押し倒してしまつたり、刈
り残しを発生する虞れがある。

そこで、従来では、次の作業行程へ機体をター
ンさせるに、作業行程終了に伴つて次作業行程側
へ所定角度旋回させながら前進させ、次に次作業
行程側に後進させたのち次作業行程の外周縁部の
茎稈に沿わせながら後進させることにより次作業
行程の茎稈に対する機体の横巾方向での位置を確
認させて、ターン時における機体の横巾方向での
ズレを修正させ、さらに次作業行程の手前箇所に
向つて所定間隔幅寄せ走行させた後前進させる第
２ターン制御手段にて次作業行程の茎稈に対する
機体の横巾方向での位置を適正位置に位置させる
ようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、刈取作業地内に植付けられている茎
稈の形態は、機体の進行方向によつて異なるもの
であり、その茎稈植付形態としては、機体進行方
向に沿つて茎稈が列条に並ぶ条植付形態と機体進
行方向に沿つて茎稈が不規則に並ぶ植付形態とが
ある。

そのため、上記第２ターン手段にて機体をター
ンさせると、機体進行方向に沿つて茎稈が列条に
並んでいる場合には次作業行程の外周部の茎稈が
揃つているので、有効であるが、機体進行方向に
沿つて茎稈が不規則に並んでいる場合には、次の
作業行程の茎稈の外周縁部が不ぞろいであるため
次行程の茎稈に対する機体の横巾方向での位置を
適正位置に位置させたとしても、次行程の突入後
に機体の横巾方向での位置を頻繁に変更させなけ
ればならず、上記第２ターン手段にて次行程の茎
稈に対する機体の横巾方向での位置を適正位置に
位置させる必要がなかつた。

そして、上記第２ターン制御手段は、第１ター
ン手段に比してターンに要する走行距離が長くな
るため作業能率を低下させる不都合があつた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、次行程の茎稈植付形態が条植
付形態である場合には、従来同様にターン後にお
ける機体の位置が次行程の茎稈に対する機体横巾
方向での適正位置に位置させるようにしながら、
次行程の茎稈植付形態が条植付形態でない場合に
は、ターン時における作業能率の低下を抑制する
点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、機体の向きを検出する方
位検出手段、機体の走行距離を検出する走行距離
検出手段、次の作業行程が条植状態であるか否か
を記憶する茎稈植付形態記憶手段、刈取対象茎稈
群の外周縁部と機体横側部との機体横巾方向に沿
う間隔を検出する間隔検出手段、及び、機体が作
業行程の端部に達したことを検出する行程端部検
出手段を夫々備えさせ、前記方位検出手段及び前
記走行距離検出手段の情報に基づいて、作業行程
終了に伴つて次作業行程側へ所定角度旋回させな
がら前進させ、次に次作業行程の手前箇所に向つ
て所定距離後進させ、さらに次作業行程に沿う方
向に所定角度旋回させると共に前進させる第１タ
ーン制御手段、並びに、前記方位検出手段、前記
走行距離検出手段、及び前記間隔検出手段の情報
に基づいて、作業行程終了に伴つて次作業行程側
へ所定角度旋回させながら前進させ、次に次作業
行程側に後進させたのち次作業行程の茎稈に沿わ
せながら後進させ、さらに次作業行程の手前箇所
に向つて所定間隔幅寄せ走行させたのち前進させ
る第２ターン制御手段を夫々設け、次作業行程が
条植状態の時には前記第２ターン制御手段を、且
つ、次作業行程が条植状態でない時には前記第１
ターン制御手段を作動させるように、前記行程端
部検出手段及び前記茎稈植付形態記憶手段の情報
に基づいて、前記第１あるいは第２ターン制御手
段を選択作動させるターン起動手段を設けた点に
ある。

そして、上記特徴構成の作用及び効果は次の通
りである。

〔作用〕

すなわち、第１図に示すように、方位検出手
段、走行距離検出手段から構成される第１ターン
制御手段と方位検出手段、走行距離検出手段、及
び、間隔検出手段から構成される第２ターン制御
手段とを茎稈植付形態記憶手段の情報に基づいて
選択すると共に、行程端部検出手段の情報に基づ
いて選択されたターン制御をターン起動手段にて
開始させるのである。つまり、次の作業行程の茎
稈植付形態が条植付である場合に前の作業行程の
行程端部が検出されると、第１ターン制御手段に
て機体をターンさせ、又、次の作業行程の茎稈植
付形態が条植付でない場合に前の作業行程の行程
端部が検出されると、第２ターン制御手段にて機
体をターンさせるのである。

〔発明の効果〕

したがつて、茎稈植付形態に合わせたターン制
御を行なうことによつて、条植付形態において従
来と同様にターン後の次行程の茎稈に対する機体
横巾方向での適正位置に位置させることができ、
条植付でない場合におけるターンによる作業能率
の低下を抑制することができるのであり、もつ
て、一層作業能率を向上させながらも所望通りの
刈取作業が行なえるようになつた。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第８図に示すように、圃場の稲、麦等の植立茎
稈を引き起こして刈り取るとともに、刈取茎稈を
搬送しながら横倒れ姿勢に姿勢変更して、フイー
ドチエーン１に受け渡す刈取部２と、前記フイー
ドチエーン１で挟持搬送される茎稈を脱穀して穀
粒を選別回収する脱穀装置３とを、左右一対のク
ローラ走行装置４ａ，４ｂを装備した機体Ｖに搭
載して、刈取収穫機としての自走式コンバインを
構成してある。

尚、図中Ｃは、前記刈取部２を昇降させるため
の油圧シリンダであり、路上走行時、あるいは各
作業行程終了後に行なうターン時等の非作業時に
は刈取部を上昇させた状態で走行させるようにし
てある。

第２図に示すように、前記刈取部２の下方に
は、前方より刈取部２に導入される茎稈Ｈの株元
に接当することによつて0N／0FF信号を出力す
る接触式スイツチにて構成された株元センサS₀を
設けてあり、刈取作業中であるか否かを検出する
ように構成してある。

前記刈取部２先端部に設けられた左右両端の分
草具５ａ，５ｂの取り付けフレーム６，６夫々に
は、機体Ｖ前方側へ付勢され、前記刈取部２に導
入される茎稈Ｈの株元に接当して、その接当位置
に対応した角度分を機体Ｖ後方側に回動するセン
サバー７と、そのセンサバー７の回動角を検出す
るポテンシヨメータＲとからなる倣いセンサS₁，
S₂を設けてあり、茎稈Ｈに対する機体Ｖの横方向
の偏位量βを検出するようにしてある。尚、圃場
に植立された茎稈Ｈが、前記センサバー７に対し
て断続的に接当することから、前記ポテンシヨメ
ータＲの出力信号は、断続して変化することとな
る。従つて、前記横方向偏位量βを検出するため
には、前記ポテンシヨメータＲの出力信号を平均
化したり、単位時間当たりの最大値を検出する等
の信号処理を行うこととなる。

又、前記機体Ｖの上部に、地磁気変化を感知す
ることにより絶対方位を検出する地磁気センサと
その検出信号を処理する信号処理部とを一体的に
ユニツト化した方位センサ８を、機体Ｖの向きを
検出する方位検出手段として設けてある。

第２図に示すように、エンジンＥからの出力
を、油圧式無段変速装置９を介して走行用ミツシ
ヨン部１０に伝達するように構成してあり、前記
ミツシヨン部１０への入力軸１０ａの回転数を検
出することにより走行速度や走行距離を検出する
走行距離検出手段としての距離センサ１１を設け
てある。

尚、前記変速装置９は、自動走行時やターン制
御時にはモータ（図示せず）によつて、あるいは
手動時には変速操作レバー（図示せず）によつて
変速操作されるものである。

又、前記ミツシヨン部１０から左右クローラ装
置４ａ，４ｂへの動力伝達を断続する操向クラツ
チブレーキ１２Ｌ，１２Ｒ、この操向クラツチブ
レーキ１２Ｌ，１２Ｒを入切操作する油圧シリン
ダ１３Ｌ，１３Ｒ、および、この油圧シリンダ１
３Ｌ，１３Ｒを作動させる電磁バルブ１４を設け
てある。

尚、図中１５は、前記刈取部２を昇降操作する
油圧シリンダＣを作動させるための電磁バルブで
ある。

前記左右の倣いセンサS₁，S₂の検出結果に対す
る判別について説明すると、第１０図に示すよう
に、前記偏位量βを三つのゾーン，，に分
割して判別するようにしてある。すなわち、セン
サバー７が最も機体Ｖ前方側に復帰している状態
から所定角度後方側へ回動している状態までを茎
稈Ｈに対して機体Ｖが離れる方向にずれている状
態とする浅倣いゾーンとし、この浅倣いゾーン
より更に所定角度後方側へ回動している状態ま
でを茎稈Ｈに沿つている状態とする不感帯ゾーン
とし、この不感帯ゾーンより更に後方側へ回
動している状態を茎稈Ｈに対して入り込みすぎて
いる状態とする深倣いゾーンとしてある。

以下、機体Ｖを茎稈Ｈに追従させながら自動的
に走行させるための各種の制御手段について説明
する。

第１１図に示すように、刈取作業範囲の最外周
部を予め人為的に操縦しながら刈取作業を行なう
際に、前記方位センサ８による四辺の検出方位
夫々を各辺の基準方位θa，θb，θc，θdとして制
御装置Ｉ内に記憶すると共に、その各辺における
茎稈植付形態が、機体進行方向に沿つて茎稈Ｈが
列条に並ぶ植付形態であるか、機体進行方向に沿
つて茎稈Ｈが不規則に並ぶ植付形態であるかを、
前記各辺の基準方位θa〜θdに関連させて制御装
置Ｉ内に記憶させるようにして、次の作業行程が
条植状態であるか否かを記憶する茎稈植付形態記
憶手段１０２を構成してある。尚、植付形態を記
憶させるに、列条に並ぶ植付形態を、それに対す
る刈取形式である条刈りとして、又、不規則に並
ぶ植付形態を、それに対する刈取形式である横刈
りとして記憶させるようにしてある。又、この記
憶のための刈取作業を、以下において外周テイー
チングと呼称する。

又、第９図に示すように、刈取対象茎稈群の外
周縁部と機体横側部との機体横巾方向に沿う間隔
を検出する間隔検出手段として、前記倣いセンサ
S₁，S₂と同様の構成になる接近度検出センサS₄
を、機体の左側の分草具取付けフレーム６に設け
てあり、その検出接近度Υを、接近しすぎa′、適
正b′、離れすぎc′の三段階のゾーンとして検出す
るようにしてある。

さらに、前記株元センサS₀がOFFし且つ前記
倣いセンサがOFFすることにより機体Ｖが作業
行程の端部に達したことを検出するようにして、
行程端部検出手段１０１を構成してある。

そして、一つの作業行程終了後においてその行
程と交差する方向に向う次の作業行程へ機体をタ
ーンさせるに際して、次作業行程が条植状態の時
には第２ターン制御手段１０５を、且つ、次作業
行程が条植状態でない時には前記第１ターン制御
手段１０４を作動させるように、前記行程端部検
出手段１０１及び前記茎稈植付形態記憶手段１０
２の情報に基づいて、前記第１あるいは第２ター
ン制御手段１０４，１０５を選択作動させるよう
にして、ターン起動手段１０３を構成してある。

前記第１ターン制御手段１０４は、前記方位検
出手段８及び前記走行距離検出手段１１の情報に
基づいて、作業行程終了に伴つて次作業行程側へ
所定角度旋回させながら前進させ、次に次作業行
程の手前箇所に向つて所定距離後進させ、さらに
次作業行程に沿う方向に所定角度旋回させると共
に前進させるのであり、又、前記第２ターン制御
手段１０５は、前記方位検出手段８、前記走行距
離検出手段１１及び前記間隔検出手段S₄の情報に
基づいて、作業行程終了に伴つて次作業行程側へ
所定角度旋回させながら前進させ、次に次作業行
程側に後進させたのち次作業行程の茎稈Ｈに沿わ
せながら後進させ、さらに次作業行程の手前箇所
に向つて所定間隔幅寄せ走行させたのち前進させ
るのであり、以下、それらターン制御手段１０
４，１０５について説明する。

第７図に示すように、まず、外周テイーチング
を行なうか、自動走行を行なうかを設定する作業
モード選択スイツチSW₀の操作状態が判定され、
このスイツチSW₀がON状態であると、外周テイ
ーチングを行なうことになり、前記作業モード選
択スイツチSW₀がOFF状態である時に操向制御
スタートスイツチSW₁がON操作されると、株元
センサS₀の状態を判定する。

そして、機体を人為的に操作して刈取作業を開
始すると、株元センサS₀がON状態となつて刈取
制御が開始される。

そして、前記株元センサS₀及び左右の倣いセン
サS₁，S₂の検出信号を繰り返しチエツクして、前
記株元センサS₀が一旦OFFした後、前記両倣い
センサS₁，S₂及び前記株元センサS₀が設定時間
（1.5秒）OFF状態になると、一行程の刈取作業が
終了したと判断して、刈取部２を上昇させると共
に、走行距離Lxの計測を開始する。そして、前
記走行距離Lxが設定距離Laに達するまで、増速
あるいは減速して実際の走行速度Vxを設定速度
Vaに一致させるようにするのである。その後、
前記走行距離Lxが設定距離Laに達すると、次作
業行程が条植状態であるか否かを判定し、条植状
態である場合には、第２ターン制御手段にて、
又、条植付でない場合には第１ターン制御手段に
て機体をターンさせるのである。

次に、第２ターン制御を第４図の説明図及び第
６図のフローチヤートに基づいて説明する。

前記作業行程終了に伴つて機体を左方向へ所定
角度（80°）旋回させながら所定距離l₁前進させ、
その後右方向へ所定角度（10°）旋回させてから
停止させる。そして、低速で後進させながら接近
度検出センサS₄がON状態になると、左方向へ所
定角度（10°）旋回させた後、前記接近度検出セ
ンサSaが接近しすぎa′であるかを判定し、接近
しすぎa′である場合には、右方向へ所定角度
（5°）旋回させ、接近しすぎa′でない場合には、
左方向へ所定角度（5°）旋回させる。そして、前
記接近度検出センサS₄がどの検出ゾーンであるか
を判定し、その判定結果が接近しすぎa′である場
合には、左方向へ所定角度（3°）旋回させ、適正
ゾーンb′になると、右方向へ所定角度（3°）旋回
させて、再度前記接近度検出センサS₄により判定
させる。又、前記判定結果が離れすぎc′である場
合には、後進走行距離ｌが所定距離l₂に達してい
るか否かを判定し、その走行距離ｌが所定距離ｌ
に達すると、右方向へ所定角度（45°）旋回させ
ながら所定距離l₃後進させた後、左方向へ所定角
度（45°）旋回させて機体を停止させる。

そして、機体を停止させた後、刈取部２を下降
させながら前進させ、株元センサS₀がON状態に
なるまで走行速度Vxを設定速度Vcに一致させる
ように増速させるのである。そして、株元センサ
S₀がONになると、次行程の作業を開始すること
になる。

尚、前記所定角度旋回させる具体構成は、後述
の第１ターン制御における構成と同様である。

又、第１ターン制御を第３図の説明図及び第５
図のフローチヤートに基づいて説明する。

第１ターン制御が開始されると、左クローラ走
行装置４ａを停止させて、機体を次作業行程側へ
所定角度（60°）旋回させた後、旋回後の方位セ
ンサ８による実際の方位θoと目標方位（θ＝θa
＋60°）とに所定角度Δθ以上の差が生じると、次
行程での旋回速度Vaを次式により補正して、旋
回時にスリツプ等によつて機体が前記目標方位θ
をオーバーランしてしまうことを抑制するのであ
る。

Va＝Va−（θo−θa）Ｓ但し、Ｓは定数である。

そして、前記旋回後、機体が停止するまで減速
させると共に、停止するまでの走行距離Lbを計
測する。その後、設定時間（2.0秒）経過すると、
後進を開始させると共に、走行距離Lxの計測を
開始し、その走行距離Lxが所定距離Lcになるま
で走行速度Vxを所定速度Vbになるように増速
し、前記所定距離Lcを走行すると、右クローラ
装置４ｂを停止して、次作業行程に沿う方向θb
に所定角度旋回させ、その旋回後、減速して機体
を停止させる。そして、機体を停止した後は、前
記第２ターン制御と同様に行なわれるのである。

〔別実施例〕

本発明のターン制御装置は、コンバインに適用
する他ハーベスタ等のその他の刈取収穫機に適用
できる。

前記実施例では、行程端部を検出するに、株元
センサS₀及び倣いセンサS₁，S₂の検出信号に基づ
いて検出するようにしたが、株元センサS₀のみの
検出信号、あるいは倣いセンサS₁，S₂のみの検出
信号に基づいて検出するようにしてもよい。

又、前記実施例では、第３図及び第４図に示す
ように、機体をターンさせるようにしたが、旋回
角度を夫々変更する等旋回形態としては各種のも
のを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る刈取収穫機のターン制御装
置の実施例を示し、第１図は本発明の構成を示す
ブロツク図、第２図は走行制御システムのブロツ
ク図、第３図及び第４図は第１ターン制御及び第
２ターン制御の動作を示す説明図、第５図及び第
６図は第１ターン制御及び第２ターン制御のフロ
ーチヤート、第７図は走行制御のフローチヤー
ト、第８図はコンバインの全体側面図、第９図は
接近度検出センサの説明図、第１０図は倣いセン
サの説明図、第１１図は走行順序を示す概略図で
ある。 ８……方位検出手段、１１……走行距離検出手
段、１０１……行程端部検出手段、１０２……茎
稈植付形態記憶手段、１０３……ターン起動手
段、１０４……第１ターン制御手段、１０５……
第２ターン制御手段、S₄……間隔検出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一つの作業行程終了後においてその行程と交
   差する方向に向う次の作業行程へ機体を自動走行
   させる刈取収穫機のターン制御装置であつて、機
   体の向きを検出する方位検出手段８、機体の走行
   距離を検出する走行距離検出手段１１、次の作業
   行程が条植状態であるか否かを記憶する茎稈植付
   形態記憶手段１０２、刈取対象茎稈群の外周縁部
   と機体横側部との機体横巾方向に沿う間隔を検出
   する間隔検出手段S₄、及び、機体が作業行程の端
   部に達したことを検出する行程端部検出手段１０
   １を夫々備えさせ、前記方位検出手段８及び前記
   走行距離検出手段１１の情報に基づいて、作業行
   程終了に伴つて次作業行程側へ所定角度旋回させ
   ながら前進させ、次に次作業行程の手前箇所に向
   つて所定距離後進させ、さらに次作業行程に沿う
   方向に所定角度旋回させると共に前進させる第１
   ターン制御手段１０４、並びに、前記方位検出手
   段８、前記走行距離検出手段１１及び前記間隔検
   出手段S₄の情報に基づいて、作業行程終了に伴つ
   て次作業行程側へ所定角度旋回させながら前進さ
   せ、次に次作業行程側に後進させたのち次作業行
   程の茎稈に沿わせながら後進させ、さらに次作業
   行程の手前箇所に向つて所定間隔幅寄せ走行させ
   たのち前進させる第２ターン制御手段１０５を
   夫々設け、次作業行程が条植状態の時には前記第
   ２ターン制御手段１０５を、且つ、次作業行程が
   条植状態でない時には前記第１ターン制御手段１
   ０４を作動させるように、前記行程端部検出手段
   １０１及び前記茎稈植付形態記憶手段１０２の情
   報に基づいて、前記第１あるいは第２ターン制御
   手段１０４，１０５を選択作動させるターン起動
   手段１０３を設けてある刈取収穫機のターン制御
   装置。