JPH0626484B2 - 水田作業機における作業部の下降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、田植機、施肥機、播種機、移植機等の水田作
業機における作業部の下降制御装置に関するものであ
る。

［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ 従来、この種水田作業機においては、作業部を、フロー
トが田面から離れた高位から下降せしめて着地させる場
合に、その下降速度を、作業部が着地する少し前の段階
で遅い緩速度にして、着地時の泥水の跳ね上げを防止す
るようにしたものが例えば特開昭５７−１８９０９号公
報において知られている。

しかるにこのものは、作業部が、着地する少し前の段階
よりも低位に位置するときには、フロートが既に着地し
ている水田作業時の様に泥水の跳ね上げの心配がないと
きでも上記緩速度での作業部昇降を行うことになり、こ
の結果、前記水田作業時において作業部が下降する際の
作動が遅くなつて田面に対する追従性が反つて悪くなつ
て良好な水田作業が出来ず、そこで、着地する少し前か
らの緩い下降速度を、泥水の跳ね上げがない速度と水田
作業に好ましい速度との中間の速度に設定させるを得な
いこととなって、中途半端なものしかできないという問
題がある。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃す
ることができる水田作業機における作業部の下降制御装
置を提供することを目的として創案されたものであっ
て、フロート後部が揺動自在に枢支され、フロート前部
が上下変位自在に設けられる作業部を上下動自在に装備
してなる水田作業機において、前記フロート姿勢が田面
から離間した宙吊り状態であるか接地状態であるかを検
知するフロート姿勢検知手段を、作業部を下降せしめる
作業部の下降制御機構に接続すると共に、該下降制御機
構には、作業部の下降速度を、フロート姿勢が宙吊り状
態から接地状態に姿勢変化する位置よりも下位での下降
か上位での下降かを判断し、低位での下降と判断したと
きには緩速度モードに、高位での下降と判断したときに
は急速度モードにそれぞれ切換える緩急速度切換え手段
と、前記緩速度モード範囲での作業部の下降が、フロー
ト姿勢が宙吊り状態から接地状態への変化を伴う下降で
あるか否かを判別し、宙吊り状態から変化する下降であ
ると判別されるときの緩下降速度のほうが宙吊り状態か
らの下降でないと判別されるときより遅くなるよう制御
する緩下降速度制御手段とが設けられていることを特徴
とするものである。

そして本発明は、この構成によつて、作業部が高位から
下降して着地する際の下降速度と、水田作業する際の下
降速度と、それぞれの状態に最も適した速度に設定でき
るようにしたものである。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図
面において、１は乗用型田植機の走行機体であつて、該
走行機体１の後部には昇降リンク機構２を介して植付部
（作業部）３が装着されている。そして植付部３は、後
述する油圧シリンダ４の伸縮作動によつて上下動するよ
うになつていること等は何れも従来通りである。

前記植付部３にはフロート５が設けられるが、このフロ
ート５の前部には作動扞６の下端部が枢結されている。
この作動扞６の上端部は、上記昇降リンク機構２が連結
される植付部３側のリンクホルダ７に設けたフロート角
度検知センサ８のセンサアーム８ａ（該センサーアーム
８ａは、ストツパ８ｂに接当する位置を最下位置となる
ように設定されている）に連結されている。そしてフロ
ート５の、支軸５ａを中心とした傾斜角度変化がセンサ
アーム８ａの揺軸角度変化に変換され、これが検知され
るようになつている。一方、昇降リンク機構２の機体側
リンクホルダ９には、該昇降リンク機構２の傾斜角度、
即ち植付部３の高さ検知をするリンク角度検知センサ１
０が設けられており、さらに運転席１１の側方には植付
部３の高さ調整レバー１２が配されているが、この高さ
調整レバー（油圧リフトレバー）１２のレバー操作位置
（角度）は、レバー角度検知センサ１３によつて検知さ
れるようになつている。さらに運転席１の前方に配した
操縦パネル１４には田面の硬軟に応じてフロート５の角
度姿勢を自由にセツトできるフロート角度設定器１５が
設けられている。

次に、これら各センサ８、１０、１３および設定器１５
からの入力値に基づいた制御手順を、第５図、第６図、
第７図、第８図に示すブロツク回路図、フローチヤート
図、およびタイミングチヤート図を用いて説明する。こ
こで、１６はマイクロコンピュータ等を用いて形成され
る自動制御部（自動制御機構）、１７、１７ａは油圧シ
リンダ４の伸縮を行わせるための上昇用ソレノイド、下
降用ソレノイド、１８は自動切換えスイツチである。さ
らに、Ａはレバー角度検知センサ１３の検知値を示すも
のであつて、以下「レバー角度検知値Ａ」と称し、高さ
調整レバー１３を後方に操作するほど大きな値となるよ
うに設定されている。Ｂはリンク角度検知センサ１０の
検知値を示すものであつて、以下「リンク角度検知値
Ｂ」と称し、植付部３が上昇するほど大きな値となるよ
うに設定されている。Ｃはフロート角度設定器１５の設
定値を示すものであつて、以下「フロート角度設定値
Ｃ」と称し、第２図に示すように摘み１５ａを右側、即
ち軟弱水田側に操作するほど大きな値となるように設定
されている。さらにＤはフロート角度検知センサ８の検
知値を示すものであつて、以下「フロート角度検知値
Ｄ」と称し、フロート５が前上がり状態であるほど大き
な値となるように設定されている。

また後述するように、θはフロート５が水平線に対して
予め設定されているフロート基準角度値（実施例では標
準硬さの水田の場合よりも少し軟弱側の水田状態で予め
設定されている角度値）、αは大きい領域で設定される
第一不感帯、βは小さい領域で設定される第二不感帯
（α＞β）である。そして前記各センサ８、１０、１３
および設定器１５、並びに自動切換えスイツチ１８から
の信号が制御部１６に入力するようになつており、制御
部１６は、これら入力信号に基づいて判断をし、その結
果、ソレノイド１７、１７ａに対してＯＮ、ＯＦＦの制
御指令を出力するようになつている。

即ち、図示しないメインスイツチをＯＮ操作して制御部
１６をスタートせしめると、まずデータ読み込みが成さ
れることになる。次いでフロート角度設定器１５の設定
値Ｃが予め決められた前記フロート基準角度値θよりも
小さい（Ｃ＜θ）か否か、つまり設定器１５が基準角度
値θよりも硬い水田条件側にセツトされているか否かが
判断され、小さいとしてＹＥＳの判断が成された場合、
即ち硬田側にセツトされているとした場合には不感帯と
して大きい第一不感帯αが選択設定され、そうでないと
してＮＯの判断が成されると不感帯として小さい第二不
感帯βが選択設定され、以後の植付部３の高さ制御の感
度は、この選択設定された何方かの不感帯αまたはβに
よつて成されることになり、この様にして自動制御機構
における不感帯選択手段が構成されている。

そしてつぎにレバー角度検知値Ａがリンク角度検知値Ｂ
よりも小さい（Ａ＜Ｂ）か否かが判断され、小さいとし
てＹＥＳの判断が成された場合に、次に自動切換えスイ
ツチ１８がＯＮになつているか否かが判断され、ＯＮに
なつているとしてＹＥＳの判断が成された場合には、さ
らに前記フロート角度設定値Ｃがフロート角度検知値Ｄ
よりも小さい（Ｃ＜Ｄ）か否かが判断され、小さいとし
てＹＥＳの判断が成されると、両者の差が前記選択設定
された不感帯αまたはβよりも大きい（Ｄ−Ｃ＞αまた
はβ）か否かが判断され、大きい、即ち不感帯αまたは
βの範囲にないとしてＹＥＳの判断が成された場合には
上昇用ソレノイド１７に対してＯＮ側の作動指令を出し
て油圧シリンダ４を伸長し植付部３を上昇せしめること
となり、逆に小さい、即ち不感帯内にあるとしてＮＯと
判断された場合には何れのソレノイド１７、１７ａもＯ
ＦＦ状態に制御し、植付部３の対田面高さをその状態に
維持するように設定される。

一方、前述したフロート角度設定値Ｃがフロート角度検
知値Ｄよりも小さいか否かの判断で、小さくないとして
ＮＯの判断が成された場合には、さらにこの差が前記選
択設定された不感帯αまたはβよりも大きい（Ｃ−Ｄ＞
αまたはβ）か否かが判断され、大きいとしてＹＥＳの
判断が成された場合には後述する定義済みの植付部３の
下降処理命令群に引き継がれるようになつており、小さ
いとし不感帯の範囲内にあるとしてＮＯの判断が成され
た場合には、何れのソレノイド１７、１７ａもＯＦＦ状
態に制御するようになつている。ここで、自動制御スイ
ツチ１８がＯＦＦになつている場合にはレバーコントロ
ールのみの制御となり、この場合にも前述した下降処理
命令群に引き継がれるようになつている。

また、前記レバー角度検知値Ａがリンク角度検知値Ｂよ
りも小さいか否かで小さくないとしてＮＯの判断が成さ
れた場合には、さらに両検知値Ａ，Ｂが等しい（Ａ＝
Ｂ）か否かが判断され、等しくないとしてＮＯの判断が
成された場合には、そのまま上昇用ソレノイド１７をＯ
Ｎ作動し、また等しいとしてＹＥＳの判断が成された場
合には、次に植付自動スイツチ１８がＯＮになつている
か否かが判断され、ＯＮになつているとしてＹＥＳの判
断が成された場合には、さらにフロート角度設定値Ｃが
フロート角度検知値Ｄよりも小さい（Ｃ＜Ｄ）か否かが
判断され、小さいとしてＹＥＳの判断が成されると、こ
の差が不感帯αまたはβよりも大きい（Ｄ−Ｃ＞αまた
はβ）か否かが判断され、大きいとしてＹＥＳの判断が
成された場合には、上昇用ソレノイド１７をＯＮ側に切
換えて植付部３を上動させ、小さく不感帯内にあるとし
てＮＯと判断された場合には、何れのソレノイド１７、
１７ａもＯＦＦ状態に制御するようになつている。

尚、本実施例において、操縦パネル１４には植付部３が
植付自動制御装状態になつているか否かが視認できるよ
うモニタランプ１９が設けられている。即ちこのモニタ
ランプ１９は、前述した制御手順において、ソレノイド
１７、１７ａがＯＦＦ状態となつたときにＯＮして点灯
することとになり、この点灯を確認することで、作業部
３が作業高さに位置したと判断でき、しかる後、植付作
業を開始すればよく、この様にすることによって、植付
部３が充分下降する以前の段階で植付作業を開始して、
空植が生じてしまつたりする不具合を防止できることに
なる。そしてこのモニタランプ１９の消灯は、機体回行
時等において高さ調整レバー１３を上昇側に操作して、
上昇用ソレノイド１７ａがＯＮ作動するルートのときで
あり、従つて確実なモニタリングが出来て、精度の高い
水田作業を行うことができるものである。

前述の下降処理命令群は次の様に構成されている。即
ち、自動制御部１６において植付部３の下降が必要とさ
れる場合には、下降処理命令群によるルートで植付部３
の下降制御が成されることとなるが、ここで、フロート
角度検知値Ｄにおいて、「Ｄｅ」は植付部３が田面から
持ち上げられてフロート５が宙吊り状態となつて大きく
前下がり姿勢（第３図の実線姿勢）となり、センサアー
ム８ａがストツパ８ｂに接当した際の値（限界値）と
し、「Ｄｆ」は前記前下がり姿勢からフロート前部が田
面に接地してフロート５が僅かに持上つた姿勢（第３図
の一点鎖線姿勢）の値（切換え値）とし、さらに「Ｄ
ｇ」はフロート角度設定器１５によつて調節設定できる
範囲（第３図の二点鎖線姿勢）の値（設定範囲値）とし
て定義し、その大きさは、Ｄｇ、Ｄｆ、Ｄｅの順で小さ
くなる（Ｄｇ＞Ｄｆ＞Ｄｅ）ように設定される。

そして、下降処理命令群では、先ず植付部３の下降が高
さ調整レバー１２のレバー操作によるものであるか否か
（この判断は、例えばレバー角度検知値Ａに変化があつ
たか否かで判断できる）が判断され、レバー操作による
ものである、つまり、フロート姿勢が宙吊り状態となる
高位からの下降であるとしてＹＥＳの判断が成された場
合には、所定の周期タイマ時間Ｔの間に第一と第二のＯ
Ｎ時間ｔ_１、ｔ_２（ｔ_１＜ｔ_２）がセツトされた周期タ
イマにおいて、高所から下降する場合に対応する遅い緩
速度となる短い第一のＯＮ時間ｔ_１が選択設定され、ま
たレバー操作によるものでない、例えば植付作業をする
際の植付自動制御によるもののように接地状態での下降
である場合において、この場合に対応する早い緩速度と
なる長い第二のＯＮ時間ｔ_２が選択設定されるようにな
つており、これによつて本発明の緩下降速度制御手段が
構成されている。

この様にして速度設定が成された状態で、次に、フロー
ト角度検知値Ｄが切換え値Ｄｆよりも小さい（Ｄ＜Ｄ
ｆ）か否かが判断され、小さい、即ち植付部３が高位に
あり、フロート５が宙吊り状態となつて大きく前下がり
姿勢となつているとしてＹＥＳの判断が成された場合に
は、周期タイマに拘りなく下降用ソレノイド１７ａに対
して連続的なＯＮ指令が出されて急速度モードとなり、
これによつて植付部３は速い速度で下降することとな
る。一方、小さくないとしてＮＯの判断が成された場合
には緩速度モードとなるが、該緩速度モードとなつた場
合に、周期タイマが終了しているか否かが判断され、終
了しているとしてＹＥＳの判断が成された場合には周期
タイマを前記選択設定された第一または第二のＯＮ時間
ｔ_１、ｔ_２のＯＮタイマにセツトし、次いでこのＯＮタ
イマが終了したか否かが判断され、終了していないとし
てＮＯの判断が成された場合には下降用ソレノイド１７
ａにＯＮ指令を出し、終了したとしてＹＥＳの判断が成
された場合にはＯＦＦ指令を出し、このようにして油圧
シリンダ４の縮小を、ＯＮ時間ｔ_１、ｔ_２に対応してイ
ンチング的に行うことで、植付部３の下降速度を、フロ
ート５が田面から離れた高位からの下降である場合には
遅く、そうでない場合には少し減速された緩速度となる
ように設定されている。

叙述の如く構成された本発明の実施例において、植付自
動制御を行うには自動切換えスイツチ１８をＯＮにする
と共に、水田の硬軟度に合せてフロート角度設定器１５
を調節設定する。そしてこの状態で植付作業を行えば、
フロート角度設定器１５で設定される状態での植付部３
の対田面高さの自動制御がなされることになるが、本発
明では、植付部３を下降せしめる場合に、植付部３が田
面に近接した場合において、下降条件によつてその下降
速度が緩急自動的に切り換えられることとなる。

これをいま、機体回行後に作業再開をする場合の如く、
大きく持ち上げられた植付部３を下降せしめる場合を例
として説明すると、フロート５は、植付部３が大きく持
ち上げられた場合には、田面に接地することなく宙吊り
状態になつている。この状態で高さ調整レバー１２を植
付作業に合せて下降側に操作すると、レバー角度検知値
Ａが不感帯αまたはβの範囲を越えてリンク角度検知値
Ｂよりも小さくなり、これによつて下降処理命令群によ
るルートにセツトされる。そしてこの場合に周期タイマ
は短い第一のＯＮ時間ｔ_１が選択設定されると共に、フ
ロート５が宙吊り状態となつている範囲では、前述した
ようにフロート角度検知値Ｄは切換え値Ｄｆよりも小さ
いものと判断され、下降用ソレノイド１７ａは連続した
ＯＮ指令を受けて、植付部３はそのまま高速度で下降す
ることになる。そして植付部３が田面近くまで下降し、
大きく前下がり状態となつたフロート５の前部が田面に
接地して僅かに持上り、そしてフロート角度検知値Ｄが
切換え値Ｄｆよりも大きくなると、周期タイマのセツト
によつて、下降用ソレノイド１７ａはインチング的なＯ
Ｎ指令を受け、これによつて植付部３は、大きく減速さ
れた緩速度で下降して着地することとなる。

一方、フロート５が既に接地している植付自動制御によ
る場合に、植付部３の下降指令が出された場合には、高
さ調整レバー１２によるものではないので、周期タイマ
は長い第二ＯＮ時間ｔ_２が選択設定され、これによつて
緩やかに減速された緩速度で植付部３は下降することに
なる。

この様に、本発明が実施されたものにおいては、植付部
が高位から下降して着地する際に、着地するまでは高速
度で下降し、そして着地する少し以前の段階で下降速度
を減速された緩速度で着地するようにしたものでありな
がら、その緩速度は、植付作業をする場合に必要な下降
速度に全く捕らわれることなく、泥水を跳ね上げ等の高
位から下降させた場合における不具合の発生を確実に防
止できるに適したより遅い速度で下降せしめることがで
きる。そしてこの様に植付作業には捕らわれなく、泥水
土の跳ね上げにのみ着目した遅い下降速度で下降する設
定にできるが、フロート５が既に接地している植付作業
時において植付け部が下降する場合には、前記遅い下降
速度よりも早い植付け作業に対応した速度で下降するこ
ととなつて、下降遅れ等の支障がない植付作業ができる
こととなる。

また下降時において急速度から緩速度に切換るところ
は、水田が深田であつたり浅田であつたりすることに無
関係に、大きく前下がり姿勢となつたフロート５の前端
部が田面に接地して僅かに姿勢変化した時点以降とな
る。従つて、植付部３を下降せしめる際の急−緩速度切
換えのタイミングを、水田が深浅何れであつてもこれに
関係なく、略一定の対田面高さ位置を基準として行うこ
とができて、作業性に優れ、迅速で確実な植付部３の着
地を行い得て、泥水を跳ね上げたりする不具合を確実に
防止できる。

しかもこのものは、フロート５の着地を、フロート５自
身の前端部で感知するようになつているので、専用の着
地検知システムが不要となり許りでなく、その検知も確
実で、着地時のシヨツクも吸収緩和できることとなる。

また、前記着地を感知するフロートを、センターフロー
トとし、その両側にサイドフロートが配される構成とし
た場合に、機体中央のセンターフロートによつて着地感
知ができて、より確実で感度の良い制御ができるもので
ある。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成したものである
から、作業部が下降する場合の下降速度は、フロート姿
勢が宙吊り状態から接地状態に変化する位置よりも高位
においては急速度モードとなり、低位においては緩速度
モードとなるが、さらにこの緩速度モードとなつたとき
に、その下降が、フロート姿勢が宙吊り状態から接地状
態への変化を伴うものであるときの方が、変化を伴わな
い接地状態においての下降の場合より遅くなるようさら
に速度制御される。

この結果、作業部が低位置において下降する際に、フロ
ートが宙吊り状態から接地するときの下降速度について
は、接地時、泥水土が飛び跳ねることがないよう充分に
遅い緩速度に設定しても、フロートが既に田面に接地し
ていて泥水土が飛び跳ねる心配のない水田作業状態にお
いての緩下降速度は、上記泥水土が跳ね上がらないため
の遅い速度に何ら拘泥されることなく、水田作業に適し
た最適の下降緩速度に設定できることになつて、作業部
の追従性が何ら損なわれることがなく、作業性の著しい
向上が計れる許りでなく、精度のよい水田作業を行うこ
とができることとなる。

そのうえ、下降時において急速度から緩速度に切換るタ
イミングは、水田が深田であつたり浅田であつたりする
ことに無関係に、宙吊り状のフロートが田面に接地して
姿勢変化した時点を基準とする一定の対田面高さ位置を
基準として常に行われることになつて、作業性に優れ、
迅速で確実な作業部の着地を、泥水を跳ね上げたりする
不具合を確実に防止しながらできる。

しかもこのものは、フロートの接地検知を、フロート自
身が接地したことに伴う宙吊り状態からの姿勢変化で行
うようになつているので、専用の着地検知システムが不
要となる許りでなく、その検知も確実で、着地時のシヨ
ツクも吸収緩和できることとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る水田作業機における作業部の下降
制御装置の一実施例を示すものであつて、第１図は乗用
田植機の全体側面図、第２図はフロート角度設定器部の
平面図、第３図は植付部の作用説明図、第４図はフロー
ト角度検知値のセツト状態を示す作用説明図、第５図は
制御機構のブロツク回路図、第６図は全体の制御手順を
示すフローチヤート図、第７図は下降制御手順を示すフ
ローチヤート図、第８図は制御機構のタイミングチヤー
ト図である。 図中、１は走行機体、３は植付部、５はフロート、１５
はフロート角度設定器、１６は制御部、Ａはレバー角度
検知値、Ｂはリンク角度検知値、Ｃはフロート角度設定
値、Ｄはフロート角度検知値である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロート後部が揺動自在に枢支され、フロ
   ート前部が上下変位自在に設けられる作業部を上下動自
   在に装備してなる水田作業機において、前記フロート姿
   勢が田面から離間した宙吊り状態であるか接地状態であ
   るかを検知するフロート姿勢検知手段を、作業部を下降
   せしめる作業部の下降制御機構に接続すると共に、該下
   降制御機構には、作業部の下降速度を、フロート姿勢が
   宙吊り状態から接地状態に姿勢変化する位置よりも下位
   での下降か上位での下降かを判断し、低位での下降と判
   断したときには緩速度モードに、高位での下降と判断し
   たときには急速度モードにそれぞれ切換える緩急速度切
   換え手段と、前記緩速度モード範囲での作業部の下降
   が、フロート姿勢が宙吊り状態から接地状態への変化を
   伴う下降であるか否かを判別し、宙吊り状態から変化す
   る下降であると判別されるときの緩下降速度のほうが宙
   吊り状態からの下降でないと判別されるときより遅くな
   るよう制御する緩下降速度制御手段とが設けられている
   ことを特徴とする水田作業機における作業部の下降制御
   装置。
2. 【請求項２】前記作業部が田面に接地したことの検知
   は、フロート前端が田面に接地して姿勢変化したことの
   検知で行うようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の水田作業機における作業部の下降制御装
   置。
3. 【請求項３】前記フロートは、作業部中央に設けられる
   センターフロートとし、その両側にはサイドフロートが
   配されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の水田作業機における作業部の下降制御装置。