JPH0654609A - 農業作業車のローリング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】移植機のローリング制御を的確に行うことによ
り、苗の植付不良をなくす。 【構成】走行機体に対し、移植機１０をローリング可能
に取り付ける。移植機１０の左右の圃場面検知センサ３
１Ｌ、３１Ｒが検知する圃場面までの高さの違いに応じ
て、コントロール部５０を介してアクチュエータ２６を
伸縮し、移植機１０をローリング制御（左右傾斜制御）
する。走行機体５の回行時等に移植機１０を上昇させて
両センサ３１Ｌ、３１Ｒの検知高さが所定範囲を超えた
ときは、ローリング制御を中止し、検知高さが所定範囲
内に復帰したときに制御を再開する。これにより、従来
の、回行時にもローリング制御を行って回行終了直後に
移植機１０を下降させたときに生じがちであった制御遅
れをなくし、直ちに移植機１０の姿勢を好適にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機体に対してロー
リング可能に連結した移植機等の作業装置を、圃場面に
対して好適な姿勢に制御する農業作業車のローリング制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、農業作業車としての乗用田植機
は、推進用の車輪を備えて自走する走行部と、走行部に
牽引されて圃場面に苗の植付作業を行う移植機（作業装
置）とによって構成するのが一般的である。そして、走
行部の後部には昇降リンクが配設されており、移植機
は、この昇降リンクを介して、走行部に対し昇降自在
に、またローリング自在（左右傾斜自在）に取り付けら
れている。

【０００３】苗植付作業中の移植機は、昇降リンクによ
って、下方の作業位置に保持されるとともに、ローリン
グ制御が行われる。すなわち、移植機の左右両端部にそ
れぞれ配設した２個の圃場面検知センサによって、圃場
面から移植機の左右両端部までのそれぞれの高さを検知
し、両者の高さの違いを検出し、アクチュエータ等を駆
動して、この高さの違いを順次矯正することにより、圃
場面に対する移植機の左右傾斜を補正する。これにより
圃場面に対する苗の植付深さを一定にする。

【０００４】一方、苗植付作業を中断する際の移植機、
例えば走行部の向きを変えるいわゆる回行時等の移植機
は、昇降リンクによって圃場面から離れた上方の待機位
置に保持された状態でローリング制御が行われる。すな
わち、走行部側に設けた水平センサを基準としてローリ
ング制御が行われ、走行部が傾斜した場合でも、移植機
の水平面に対する左右傾斜が補正され、移植機全体がほ
ぼ水平を維持するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の技術によると、例えば回行終了後等、走行部が大
きく傾斜した後、直ちに移植機を下降させて苗の植付作
業を再開すると、移植機が圃場面に対して好適な姿勢を
とるように制御される以前に植付作業が行われ、この結
果、浮苗や深植えが生じ、その後の欠株や成育障害等を
引き起こすおそれがある。

【０００６】すなわち、走行部の回行時には、移植機
は、上方の待機位置をとり、ローリングの中心が高い位
置にあって、下方の作業位置をとったときに比して、ロ
ーリング角度が格段に大きくなる上、回行時の遠心力等
によって走行部が大きく傾斜するため、回行時に水平に
維持された移植機は、走行部に対しては、大きなローリ
ング角度を持つことになる。したがって、回行終了時、
直ちに苗の植付を再開するときには、ほぼ水平に復帰し
た走行部に対して移植機は左右に大きく傾斜しており、
この状態で移植機を下方の作業位置に下降させた場合、
移植機が圃場面に対して好適な姿勢をとるように制御さ
れるまでに、制御の応答遅れが発生してしまう。この応
答遅れが前述のように、浮苗や深植え等の苗の植付不良
を発生させる原因となる。

【０００７】そこで、本発明は、例えば回行時等の、圃
場面検知センサが検知する圃場面から作業装置（移植
機）までの高さが所定範囲を超えている場合に限り、ロ
ーリング制御を中止するようにすることにより、高さが
所定範囲内に復帰してローリング制御を開始したときに
制御の応答遅れが発生することを防止し、これにより、
例えば移植機にあっては、浮苗等の苗の植付不良をなく
すようにした農業作業車のローリング制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、走行機体（５）に対して作
業装置（１０）をローリング可能に連結するとともに、
アクチュエータ（２６）によって該走行機体（５）に対
する該作業装置（１０）のローリング角度を調整して前
記作業装置（１０）の圃場面に対する姿勢を制御する農
業作業車（１）のローリング制御装置において、前記作
業装置（１０）の左右方向の異なる少なくとも２箇所に
配置され、圃場面からの前記作業装置（１０）の高さを
検知する圃場面検知センサ（３１Ｌ、３１Ｒ）と、これ
ら圃場面検知センサ（３１Ｌ、３１Ｒ）が検知する圃場
面からの高さの違いによって前記作業装置（１０）の圃
場面に対する左右傾斜を検知するとともに、該作業装置
（１０）の左右傾斜を矯正する方向に前記アクチュエー
タ（２６）を駆動制御するコントローラ部（５０）と、
を備え、該コントローラ部（５０）は、前記圃場面検知
センサ（３１Ｌ、３１Ｒ）の双方が検知する圃場面から
の高さが所定範囲を超えた場合、前記アクチュエータ
（２６）に対する制御を停止するとともに、これら圃場
面検知センサ（３１Ｌ、３１Ｒ）の少なくとも一方が検
知する圃場面からの高さが所定範囲内に復帰した場合、
前記アクチュエータ（２６）に対する制御を開始する、
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】以上構成に基づき、例えば、走行機体（５）の
回行時等に作業装置（１０）を上昇させることにより、
２個の圃場面検知センサ（３１Ｌ、３１Ｒ）の双方が検
知する圃場面からの高さが所定範囲を超えた場合、コン
トロール部（５０）を介して、アクチュエータ（２６）
の駆動を停止する。これにより、作業装置（１０）は、
走行機体（５）と一体に移動することになり、走行機体
（５）が左右傾斜すると一体となって同様に左右傾斜す
る。したがって、回行時等に、走行機体（５）が大きく
傾くと、作業装置（１０）も同様に大きく傾くが、回行
終了後、走行機体（５）の姿勢が水平に復帰すると、作
業業装置（１０）も同時に水平になる。この状態で作業
装置（１０）を下降させて、圃場面検知センサ（３１
Ｌ、３１Ｒ）のうちの一方が検知する圃場面からの高さ
が所定範囲内に復帰した場合、コントロール部（５０）
によるアクチュエータ（２６）の制御を開始すると、こ
のとき作業装置（１０）は、ほぼ水平だから、２個の圃
場面検知センサ（３１Ｌ、３１Ｒ）による高さ検知が直
ちに開始され、制御の応答遅れが生じることなく、作業
装置（１０）に対するローリング制御が行われる。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
走行機体（５）に対する作業装置（１０）のローリング
制御について、圃場面に対する作業装置（１０）の高さ
が所定範囲を超えたときに中止する一方、高さが所定範
囲内に復帰したときに開始することにより、作業装置
（１０）のローリング制御に対する応答遅れをなくすこ
とができる。したがって、例えば、乗用田植機（１）に
おいて、走行機体（５）の回行終了後、直ちに移植機
（１０）によって苗の植付を開始した場合であっても、
移植機（１０）のローリング制御が速やかに行われ、つ
まり、圃場面に対する移植機（１０）の左右傾斜姿勢を
直ちに好適に制御することができるので、浮苗や深植え
等の苗の植付不良を防止することができる。

【００１１】なお、上述カッコ内の符号は、図面を対照
するためのものであって、本発明の構成を何等限定する
ものではない。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１３】農業作業車としての乗用田植機１は、図１
の側面図、図２の平面図に示すように、左右一対の前輪
２、２及び後輪３、３に支持された走行機体５を備えて
いる。走行機体５は、前輪２、２の前方に、エンジン６
を搭載するとともに、前輪２、２と後輪３、３との間
に、シート７を有する運転席９を備えている。さらに走
行機体５の後方には、後述の移植機１０を昇降自在に支
持する昇降リンク１１が接続されている。

【００１４】昇降リンク１１は、走行機体５のフレーム
の一部としてシート７の下方に立設された支柱１２に、
それぞれ基端部を揺動自在に支持された上リンク１３、
下リンク１５及びこれらリンクの先端部に回転自在に支
持された縦リンク１６を備えている。上リンク１３には
ブラケット１７が固定されており、このブラケット１７
と走行機体５の前部に搭載されたミッションケース１９
との間には、伸縮自在の昇降シリンダ２０が介装されて
いる。上リンク１３及び下リンク１５は、昇降シリンダ
２０の伸長動作に対応して上方に揺動し、また短縮動作
に対応して下方に揺動する。さらに、これらのリンクの
上方、下方の揺動に対応して後端の縦リンク１６が上昇
し、また下降する。

【００１５】作業装置としての移植機１０は、図２に示
すように、センタフロート２１Ｃ及びその左右に配置し
た左右フロート２１Ｌ、２１Ｒからなるフロート２１、
各フロート２１の後方に一対ずつ配置した複数のプラン
タ２２、２２…等を備え、図３、図４に示すように、ヒ
ッチ２３を介して、走行機体５側の縦リンク１６に連結
されている。ヒッチ２３は、縦リンク１６に着脱自在に
装着するヒッチ本体２３ａと、ヒッチ本体２３ａに前後
方向揺動自在に支持されたブラケット２３ｂと、ブラケ
ット２３ｂの下部に固定されて中心軸を前後方向に向け
た軸受２３ｃとを有する。軸受２３ｃは、移植機１０の
一部を構成する左右方向のフレーム２５から前方に向け
て突設されたローリング軸２５ａを回動自在に支持する
ことにより、この左右に延びるフレーム２５を、ローリ
ング自在（左右傾斜自在）に支持している。このフレー
ム２５とヒッチ２３の上部に固設されたブラケット２３
ｄとの間には、伸縮自在な電動のアクチュエータ２６が
介装されている。アクチュエータ２６は、ほぼ垂直に配
設され、モータ２６ａを有する駆動側がフレーム２５に
対して左右方向揺動自在に連結される一方、先端側の伸
縮部２６ｂ側がブラケット２３ｄに左右揺動自在に連結
されている。なお、伸縮部２６ｂとブラケット２３ｄと
の連結部には、緩衝材としての圧縮ばね２６ｅ、２６ｅ
が装着されている。

【００１６】移植部１０は、左右に延びるフレーム２５
と平行に配置されたシャフトケース２７を備えている。
前述の各プランタ２２は、このシャフトケース２７に固
定されたプランタケース２２ａと、プランタケース２２
ａにガイドされながら植付動作を行うプランタアーム２
２ｂとを備えている。シャフトケース２７には、またセ
ンタフロート２１Ｃ、左右フロート２１Ｌ、２１Ｒが、
上下方向揺動自在に装着されている。各フロート２１の
底面には、平坦な均平部２１ａが形成され、この均平部
２１ａによって、圃場面の耕盤上の表土を平にならすよ
うにしている。さらにシャフトケース２７の左右両端部
には、それぞれブラケット２７Ｌ、２７Ｒが固定されて
いる。これらのブラケット２７Ｌ、２７Ｒには、ほぼ直
立した起立位置（図３の実線）と下方の作動位置（同図
の点線）とをとるスタンド２９Ｌ、２９Ｒが装着されて
おり、また、取付部材３０Ｌ、３０Ｒ（ただし、図４に
は３０Ｒのみを図示）を介して同じ構造を持つ左右の圃
場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒが装着されている。

【００１７】圃場面検知センサ３１Ｒ（３１Ｌも同様）
は、図４、図５に示すように、圃場面に当接する当接部
３２ａを有するとともに、回動自在に支持されたセンサ
アーム３２と、この当接部３２ａの高さ変化を回転に変
換して検知するポテンショメータ３３を備えている。セ
ンサアーム３２は、基端部に回転ボス３２ｂとアーム３
２ｃとを有し、センサケース３５に固定されるとともに
この回転ボス３２ｂを回動自在に支持する回転支軸３６
によって、センサアーム３２全体は、揺動自在に支持さ
れている。またアーム３２ｃの先端にはピン３２ｄが固
定されており、このピン３２ｄは、ポテンショメータ３
３のポテンショメータシャフト３３ａに固定した回転ア
ーム３７の切欠部３７ａに係合されている。これによ
り、当接部３２ａの高さが変化すると、センサアーム３
２全体が揺動し、この揺動が、アーム３２ｃ、ピン３２
ｄ、回転アーム３７を介して、ポテンショメータシャフ
ト３３ａの回転として伝達され、この回転角度をポテン
ショメータ３３によって検知する。

【００１８】各圃場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒの回動
範囲、つまり各センサアーム３２の圃場面に対する当接
部３２ａの高さ変化の範囲は、図６に示す、Ｚ_MIN とＺ
_MAXとの間に設定されており、各ポテンショメータ３
３、３３は、この範囲内の高さを検知する。

【００１９】ここで、圃場面からの高さというときの圃
場面とは、圃場の耕盤の上面を覆っている表土の表面を
いう。苗の植付作業中の乗用田植機１は、走行機体５の
前輪２、２及び後輪３、３がこの耕盤の凹凸に倣って回
転し、走行機体５が傾斜した場合であっても、移植機１
０の表土に対する植付姿勢が一定になるように、左右の
圃場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒによってローリング制
御（後に詳述）を行っている。すなわち、苗の植付深さ
が、表土の表面からほぼ一定の深さになるようにしてい
る。

【００２０】移植部１０には、さらに、図３、図４に示
すように、前述のローリング可能なフレーム２５の左右
両端に植付アーム３９、３９が立設され、これらによっ
て苗のせ台４０が保持されている。また、右側の植付ア
ーム３９には、アクチュエータ２６を介して移植部１０
のローリング制御を行うためのコントロール部５０が固
定されている。コントロール部５０は、走行機体５側に
配設されるのが一般的であるが、この場合には、走行機
体５からヒッチ２３を取り外し、また取り付けて移植機
１０を着脱するときに圃場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒ
やアクチュエータ２６に各種信号を伝達するための複数
の配線を断続する必要があり、コネクタの極数が多くな
る。これに対し、上述のようにコントロール部５０を移
植機１０側に配置するときは、走行機体５側からコント
ロール部５０に電力を供給するための電源線のみを断続
するような簡単なコネクタを使用すれば足り、その接断
が容易である。

【００２１】次に、図７を参照してコントロール部５０
について詳述する。左右の圃場面検知センサ３１Ｌ、３
１Ｒの各センサアーム３２、３２の当接部３２ａ、３２
ａの圃場面に対する高さをそれぞれＺ_L 、Ｚ_R とする
と、これらは、前述のように、ポテンショメータシャフ
ト３３ａの回転角、さらにポテンショメータ３３を介し
て電圧変化としてまず、増幅器５０ａ、５０ｂに入力さ
れる。増幅器５０ａ、５０ｂは、センサアーム３２、３
２の制御上の回動範囲がポテンショメータ３３の有効回
動角に比べて小さいので、検出分解能が悪く、これを解
消し検出範囲を拡大するために設けられている。各増幅
器５０ａ、５０ｂには、左右のポテンショメータ３３、
３３のレベルを調整するための可変抵抗５１ａ、５１
ｂ、及び、例えば圃場面の穴や泥塊による急激な変化や
ノイズ成分を除去するためのローパスフィルタ５２ａ、
５２ｂが接続されている。これらフィルタ５２ａ、５２
ｂの出力Ｖ_L 、Ｖ_R は、制御用のセンサ信号として、比
較機５３ａ、５３ｂによって相互のレベルが比較され
る。すなわち、Ｖ_R ＞Ｖ_L のとき、Ｖ_0aがＬレベルとな
り、またＶ_R ＜Ｖ_L のときＶ_0bがＬレベルとなる。これ
らの比較機５３ａ、５３ｂの出力は、制御信号として、
制御系の安定のためのタイマ５５ａ、５５ｂ、間欠タイ
マ５６ａ、５６ｂを経由した後、駆動トランジスタ５７
ａ、５７ｂをオンし、リレー５９ａ、５９ｂを駆動し
て、アクチュエータ２６のモータ２６ａに通電し、アク
チュエータ２６を駆動してローリング制御を行う。

【００２２】すなわち、Ｖ_0aがＬレベルの条件、Ｖ_R ＞
Ｖ_L のときは、移植機１０の右側が下がったかまたは左
側が上がったかであり、リレー５９ａが作動して、モー
タ２６ａには、左側を下げる方向に通電され、一方、Ｖ
_0bがＬレベルの条件、Ｖ_R ＜Ｖ_L のときは、反対に移植
機１０の左側が下がったかまたは右側が上がったかであ
り、リレー５９ｂが作動して、モータ２６ａには、前回
と逆の右側を下げる方向に通電される。

【００２３】また、フィルタ出力Ｖ_L 、Ｖ_R は、別の比
較機６０ａ、６０ｂにより、制御時には検知最低電圧Ｖ
_MIN と、また調整時にはセンサ中立電圧Ｖ_N と比較され
る。制御時にはＡＮＤ回路６１によって、Ｖ_L ＜Ｖ_MIN
かつＶ_R ＜Ｖ_MIN の場合に、トランジスタ６２をオン
し、前述の駆動トランジスタ５７ａ、５７ｂをいずれも
非能動状態にするのでモータ２６ａへの通電は行われな
い。つまり、左右の圃場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒの
双方が検知する圃場面に対する高さが所定範囲を超えた
とき、言い換えると、図４に図示するセンサアーム３２
が下方に位置して、ポテンショメータ３３が検知する電
圧が所定範囲よりも小さい場合には、アクチュエータ２
６によるローリング制御を中止し、移植機１０が走行機
体５と一体となって動くようにする。そして、逆にＶ_L
＞Ｖ_MIN またはＶ_R ＞Ｖ_MIN になった時点で、制御を開
始する。つまり、圃場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒの少
なくとも一方が検知する圃場面までの高さが所定範囲内
に復帰したときに、制御を開始するものである。

【００２４】さらに、切り換えスイッチ６３を調整側に
することによって、左右の圃場面検知センサ３１Ｌ、３
１Ｒの中立状態において、可変抵抗５１ａ、５１ｂを調
整し、Ｖ_L ＜Ｖ_N になった時点でトランジスタ６５ａを
オンしてＬＥＤ６６ａを点灯させ、またＶ_R ＜Ｖ_N にな
った時点でトランジスタ６５ｂをオンしてＬＥＤ６６ｂ
を点灯させる。これにより、左右の圃場面検知センサ３
１Ｌ、３１Ｒのばらつきを調整するための特別な計器が
不要で、かつ圃場面検知センサ３１Ｌ、３１Ｒ側での微
妙な調整が不要となり、さらに回路のオフセット電圧等
によるマッチング誤差を解消することができる。

【００２５】以上のように、走行機体５を走行させて、
苗の植付作業を行う場合には、まず昇降リンク１１によ
って移植機１０全体を下降させた状態、つまり作業位置
にセットし、植付作業を開始する。植付作業中に、走行
機体５が、例えば右下がりに傾斜すると、移植機１０も
右下がりに傾斜して左の圃場面検知センサ３１Ｌが検知
する圃場面までの高さが右の圃場面検知センサ３１Ｒが
検知する高さよりも大きくなる。コントロール部５０
は、直ちにこれを検知し、アクチュエータ２６を介し
て、移植機１０の右側を上昇させて、移植機１０の圃場
面に対する傾斜を矯正する。移植機１０が作業中に左下
がりに傾斜した場合も同様にして、左側を上昇させて、
移植機１０の姿勢を正す。

【００２６】一方、植付け作業を中断して、走行機体５
を回行（旋回）させる場合には、昇降リンク１１によっ
て移植機１０全体を待機位置に上昇させた状態で走行す
る。この場合、遠心力等によって走行機体５は大きく傾
斜する。このとき、上述の植付作業中と同様の制御を行
うと、大きく傾いた走行機体５に対して移植機１０はほ
ぼ水平に保持される。したがって、回行終了後、直ちに
移植機１０を作業位置に下降させると、このときには走
行機体５は、ほぼ水平に回復しているから、移植機１０
は圃場面に対して大きく傾いた状態で下降されることに
なる。したがって、左右圃場面検知センサ３１Ｌ、３１
Ｒの応答遅れが生じ、移植機１０が圃場面に対して適正
なし姿勢になるまでに、浮き苗や深植え等の不具合が発
生する。

【００２７】本発明では、このような不具合を防止する
ために、前述のように、圃場面検知センサ３１Ｌ、３１
Ｒの双方が検知する圃場面までの高さが所定範囲を超え
た場合に制御を停止する。つまり、上述の回行時等、移
植機１０を上昇させた場合に制御を中断する。これによ
り、移植機１０は、走行機体５と一体となって傾斜し、
回行終了時に走行機体５が水平に復帰すると同時に水平
となり、走行機体５を停止させることなく直ちに移植機
１０を下降させた場合でも、即座に圃場面に対して適正
な姿勢を取ることができる状態で、ローリング制御が再
開されることになる。これにより、浮き苗や深植え等に
起因する苗の成育障害をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用田植機の側面図。

【図２】同じく平面図。

【図３】同じく背面図。

【図４】移植機の側面図。

【図５】圃場面検知センサの拡大断面図。

【図６】センサアームの回動範囲と電圧の関係を示す
図。

【図７】コントロール部の回路図。

【符号の説明】

１ 農業作業車（乗用田植機） ５ 走行機体 １０ 作業装置（移植機） ２６ アクチュエータ ３１Ｌ、３１Ｒ 圃場面検知センサ ５０ コントロール部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に対して作業装置をローリング
   可能に連結するとともに、アクチュエータによって該走
   行機体に対する該作業装置のローリング角度を調整して
   前記作業装置の圃場面に対する姿勢を制御する農業作業
   車のローリング制御装置において、 前記作業装置の左右方向の異なる少なくとも２箇所に配
   置され、圃場面からの前記作業装置の高さを検知する圃
   場面検知センサと、 これら圃場面検知センサが検知する圃場面からの高さの
   違いによって前記作業装置の圃場面に対する左右傾斜を
   検知するとともに、該作業装置の左右傾斜を矯正する方
   向に前記アクチュエータを駆動制御するコントローラ部
   と、を備え、 該コントローラ部は、前記圃場面検知センサの双方が検
   知する圃場面からの高さが所定範囲を超えた場合、前記
   アクチュエータに対する制御を停止するとともに、これ
   ら圃場面検知センサの少なくとも一方が検知する圃場面
   からの高さが所定範囲内に復帰した場合、前記アクチュ
   エータに対する制御を開始する、 ことを特徴とする農業作業車のローリング制御装置。