JPH0659123B2 - 刈取収穫機のタ−ン制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、植立茎稈と機体との相対横方向位置を検出す
る倣いセンサを備え、この倣いセンサの検出結果に基づ
いて前記機体を植立茎稈群に倣わせながら自動走行する
ように構成するとともに、機体横幅方向に並ぶ複数個の
茎稈刈取処理経路にて刈取られ、且つ、合流された茎稈
を搬送する搬送経路中に、搬送茎稈の存否を検出する茎
稈検出手段を設け、一つの作業行程終了後において次の
作業行程へ機体を自動走行させるべく、前記倣いセンサ
及び前記茎稈検出手段が茎稈不存在を共に所定時間以上
継続して検出するに伴って、予め指令されている予定走
行距離前進させたのち、次作業行程側へ設定角度旋回さ
せ、次に、次作業行程の手前箇所に向かって設定距離後
進させ、さらに次作業行程に沿う方向に設定角度旋回さ
せたのち再度前進させる走行パターンを記憶する走行パ
ターン記憶手段を設け、作業行程終了に伴って前記走行
パターンに沿って機体を自動走行させるべく、前記茎稈
検出手段及び走行パターン記憶手段夫々の情報に基づい
て、操向装置及び走行変速装置を自動操作する制御手段
を設けた刈取収穫機のターン制御装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる刈取収穫機をターンさせるに、従来では、一つの
作業行程終了後において倣いセンサ及び茎稈検出手段が
共に所定時間以上継続して茎稈不存在を検出した位置か
ら予定走行距離前進させた後、次作業行程側へ設定角度
旋回させ、次に次作業行程の手前箇所に向かって設定距
離後進させ、さらに次作業行程に沿う方向に設定角度旋
回させたのち再度前進させる走行パターンを予め記憶し
ておき、その一定化された走行パターンに沿って、機体
を自動的にターンさせるようにしていた。

ところで、前記茎稈検出手段が茎稈不存在を検出するの
は、実際の行程端部を通過してから所定時間経過した後
であり、その行程端部から最も行程端部側に位置する茎
稈を刈り取った地点での刈取車速で茎稈不存在が検出さ
れるまで上記所定時間余分に前進することになる。すな
わち、単なる欠株による茎稈不存在であるか行程端部に
達したことによる茎稈不存在であるかを判別するため
に、行程端部を判断するのに上記所定時間を要している
のである。

ちなみに、上記走行パターンはターン後の機体の横巾方
向での位置が茎稈に対して適正位置となるように設定さ
れるのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、同一作業地であっても、作業箇所によっては
茎稈の植立状態が疎の状態と密の状態とがあり、その茎
稈の疎密状態に伴って茎稈の刈取量が増減することによ
り刈取車速を自動的に変更するようにして、茎稈の処理
量を調節するようにしている。つまり、茎稈の植立状態
が密である場合には、刈取車速を低速にすることにより
茎稈の処理量の増大を抑制して、脱殻装置等に過負荷が
加わることを抑制し、又、茎稈の植立状態が疎である場
合には、刈取車速を高速にして、茎稈の処理量を増大さ
せることにより処理能率の向上を図るようにしてある。

そして、前記刈取車速が変更されることにより行程端部
に機体が達してから実際に茎稈不存在を検出するまでの
所定時間経過する間に機体が走行する距離が変化するた
め、上記従来手段により一定化された走行パターンで機
体をターンさせると、ターン後における機体の横巾方向
での位置が茎稈に対する適正位置からずれてしまうこと
があり、以下に述べる不都合があった。

すなわち、第９図(イ) に示すように、行程端部における
茎稈(H) の植立状態が密である場合には、刈取車速を減
速するため、茎稈不存在を検出してから行程端部に達し
たと判断するまでの所定時間の間に走行した距離が、走
行パターンの所定距離前進する所定スタート位置よりも
手前側となる短い距離となって、次作業行程に沿う方向
に旋回させた後の機体(V) の位置が適正位置から作業地
内方側へずれることとなり、次作業行程における最も既
刈側に位置する茎稈(H) を刈取ることができず、刈り残
しが発生する虞れがあった。

又、第９図(ロ) のように、行程端部の茎稈(H) の植立状
態が疎である場合には、刈取車速を像速するため、茎稈
不存在を検出してから行程端部に達したことを判断する
までの所定時間の間に走行した距離が、走行パターンの
予定走行距離前進する所定スタート位置より越えてしま
う長い距離となって、次作業行程に沿う方向に旋回させ
た後の機体(V) の位置が適正位置から作業地外方側へず
れることとなり、次作業行程の茎稈(H) に機体(V) を突
入した後の機体位置修正を行うための時間を要するもの
となって作業能率の低下を招く虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、次
作業行程に沿う方向に旋回させた後の機体の位置を、前
作業行程での車速にかかわらず適正となるようにして、
茎稈不存在検出位置が適正位置よりも手前側であった場
合における刈り残しの発生や、茎稈不存在を検出した位
置が適正位置よりも越えた場合における作業能率の低下
を抑制することのできる刈取収穫機のターン制御装置の
提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にかかる刈取収穫機のターン制御装置は、上記目
的を達成するために、冒記構造のものにおいて、前記倣
いセンサ及び前記茎稈検出手段が共に前記所定時間継続
して茎稈不存在を検出した時点の車速を検出する車速検
出手段を設けるとともに、その車速検出手段の情報に基
づいて、前記走行パターン記憶手段に記憶させた前記前
進のための予定走行距離を、検出車速が設定車速よりも
大なるほど減少側に、且つ、検出車速が設定車速よりも
小なるほど増大側に補正する前進距離補正手段を設けて
あることを特徴構成とする。（第１図参照） かかる特徴構成による作用及び効果は次の通りである。

〔作 用〕

すなわち、倣いセンサ及び茎稈検出手段が共に所定時間
継続して茎稈不存在を検出した時点の車速が設定車速よ
り小なる場合には、行程端部に達したと判断したときの
機体位置が予め設定された設定位置より手前側であると
判断して、予定走行距離を増加させるようにし、又、前
記車速が設定車速よりも大なる場合には、行程端部に達
したと判断したときの機体位置が予定走行距離よりオー
バーランしていると判断して、前進距離を減少させるよ
うにする。

〔発明の効果〕

従って、倣いセンサ及び茎稈検出手段が共に所定時間継
続して茎稈不存在を検出した時点の車速に合わせて前進
距離を補正することによって、次作業行程側へ設定角度
旋回させる開始位置を常に同一設定位置に位置させるこ
とができるので、ターン後における機体の位置が適正な
ものとなり、行程端部における茎稈の植立状態が密であ
る場合における刈り残しの発生や、行程端部における茎
稈の植立状態が疎である場合における作業能率の低下を
抑制できるのであり、もって、同一作業地内での植立茎
稈の疎密状態にかかわらず、良好な刈取作業を行えるに
至った。

〔実施例〕

第８図に、刈取収穫機の一例であるコンバインを示して
あり、このコンバインは、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)で挾持
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(4L),(4R)を装備
した機体(V)に搭載して、構成されるものである。

第３図に示すように、前記刈取部(2)を構成するに、バ
リカン型刈取装置(5)の前部に、２つの引起し装置(6)，
(6)を設け、それら引起し装置(6)，(6)の前方に３つの
分草具(7)，(7)，(7)を、それらの間に前記刈取装置(5)
への茎稈刈取処理径路(A)を形成すべく、機体横巾方向
に並設すると共に、前記引起し装置(6)，(6)により引き
起こされた植立茎稈(H)を、前記刈取装置(5)よりも後方
側へ合流搬送する装置(B)と合流された茎稈(H)を前記脱
穀装置(3)に搬送供給する装置(C)とを設けてある。

前記合流搬送する装置(B)を構成するに、刈取られた茎
稈を合流する左右一対の回転パツカー(8a)，(8b)を備え
る搬送装置(8)を設けてある。又、前記脱穀装置(3)に搬
送供給する装置(C)の搬送方向に沿つて形成される搬送
径路(D)中に、搬送される茎稈(H)の存否を検出する茎稈
検出手段としての株元センサ(S₀)を設けてあり、前記刈
取部(2)に導入される茎稈(H)の株元に接当することによ
りＯＮ−OFF信号を出力するようにして、刈取作業中で
あるか否かを判別することにより行程端部に達したか否
かを検出するように構成してある。

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(9)を設けてある。

前記刈取部(2)は、油圧シリンダ(LC)により、昇降自在
に構成してあり、一つの行程を終了後、次の作業行程へ
移動するターン時等には、大きく上昇させて、茎稈(H)
を押し倒したりすることがないようにしてある。

前記刈取部(2)先端部に設けられた左右両端の分草具
(7)，(7)の取り付けフレーム(10)，(10)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)の株元に当接して、その当接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(11)と、そのセ
ンサバー(11)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（第６図
参照）、茎稈(H)に対する機体(V)横方向の偏位量を検出
するようにしてあり、その検出偏位量に基づいて、刈取
作業中に、機体(V)が茎稈(H)に沿つて自動的に走行する
ように構成してある。尚、圃場に植立された茎稈(H)
が、前記センサバー(11)に対して断続的に当接すること
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、前記横方向の偏位量を
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。

エンジン(E)からの出力を、走行変速装置としての油圧
式無段変速装置(12)を介して走行用ミツシヨン部(13)に
伝達するように構成してある。そして、前記ミツシヨン
部(13)への入力軸(13a)の回転数を検出することにより
走行速度(Vx)や走行距離(Lx)を検出する車速センサ(14)
を設けてあり、もつて、車速検出手段を構成してある。

又、前記ミツシヨン部(13)から左右クローラ走行装置(4
L),(4R)への動力伝達を各別に断続する操向装置として
の操向クラツチブレーキ(15L),(15R)、前記操向クラツ
チブレーキ(15L),(15R)を切り操作する油圧シリンダ(16
L),(16R)、および、この油圧シリンダ(16L),(16R)を各
別に作動させる電磁バルブ(17)を設けてある。尚、第３
図中、(18)は前記刈取部(2)を昇降操作する油圧シリン
ダ(LC)を作動させるための電磁バルブである。

以下、機体(V)を一つの作業行程終了後において、次の
作業行程へ機体を自動走行させるための各種制御手段に
ついて説明する。

先ず、走行制御の概略を説明すると、予め刈取作業範囲
の最外周部を人為的に操縦しながら操向して刈取作業を
行う際に、前記株元センサ(S₀)がＯＮしてからＯＦＦす
るまでの間における前記方位センサ(9)による検出方位
(θ)を繰り返しサンプリングしてその平均方位を、各作
業行程となる各辺の基準方位(θa),(θb),(θc),(θd)
として、外周テイーチング、制御装置(19)内に設けたメ
モリ(20)に記憶させるようにしてある（以下において上
記作業を外周テイーチングと呼称する）。又、一つの作
業行程終了後において前記株元センサ(S₀)が茎稈不存在
を検出するに伴つて予定走行距離前進させたのち、次作
業行程側へ設定角度旋回させ、次に、次作業行程の手前
箇所に向つて設定距離後進させ、さらに次作業行程に沿
う方向に設定角度旋回させたのち再度前進させる走行パ
ターンを、前記メモリ(20)に記憶させるようにして、走
行パターン記憶手段(21)を構成すると共に、前記株元セ
ンサ(S₀)及び前記走行パターン記憶手段(21)夫々の情報
に基づいて、操向クラツチブレーキ(15L),(15R)及び走
行変速装置(12)を自動的に操作するようにして、走行パ
ターンに沿つて機体を自動走行させる制御手段(22)を構
成してある。

又、前記株元センサ(S₀)及び前記倣いセンサ(S₁),(S₂)
がＯＦＦ状態になると、機体(V)が作業行程の端部を通
過したと判断して、その時点での車速を前記車速センサ
(14)により検出させると共に、その車速センサ(14)の情
報に基づいて、車速をターン用の設定車速にすべく走行
変速装置(12)を自動装置するように構成してある。

そして、前記車速センサ(14)の情報に基づいて前記走行
パターン記憶手段(21)に記憶された前記前進のための設
定距離を、検出車速が設定車速よりも大なるほど減少側
に、且つ、検出車速が設定車速より小なるほど増大側に
補正するようにして、前進距離補正手段(23)を構成し、
もつて、次作業行程側へ設定角度旋回させる旋回位置を
設定位置に位置させるようにして、次作業行程に沿う方
向に旋回させた後の機体横巾方向での位置を適正位置に
位置させるようにしてある。

尚、第７図に、前記外周テイーチング後において機体
(V)を自動走行させるための走行パターンを示してあ
る。

そして、第３図および第４図に示すように、前記外周テ
イーチングを行うか、自動走行を行うかを設定する作業
モード選択スイツチ(SW₀)の操作状態がチエツクされ、
このスイツチ(SW₀)がＯＮ状態であると、前記外周テイ
ーチングのための処理が実行される。作業モード選択ス
イツチ(SW₀)がＯＦＦ状態の時に操向制御スタートスイ
ツチ(SW₁)がＯＮ操作されると、前記株元センサ(S₀)の
状態がチエツクされる。

そして、機体(V)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。

すなわち、前記株元センサ(S₀)がＯＮすると、前記方位
センサ(8)による現在の検出方位(θ)が前記記憶された
基準方位(θa),(θb),(θc,)(θd)に対して許容差内に
維持されるようにかつ、前記倣いセンサ(S₁),(S₂)によ
る検出機体偏位量が適正状態に維持されるように操向制
御することとなる。

一つの作業行程の終了に伴い、前記株元センサ(S₀)がＯ
ＦＦすると、前記左右両倣いセンサ(S₁),(S₂)がＯＦＦ
状態になつているか否かをチエツクし、株元センサ(S₀)
および倣いセンサ(S₁),(S₂)全部がＯＦＦし、かつ、そ
の状態が所定時間（本実施例えは約１．５秒）以上経過
していると、一つの作業行程が終了したものと判別し、
刈取制御を終了して次の行程へ機体(V)を移動させるた
めのターン制御を起動する。尚、一つの作業行程の終了
を判別するに、株元センサ(S₀)および倣いセンサ(S₁),
(S₂)の両方のセンサの状態をチエツクするのは、前記株
元センサ(S₀)は導入されう茎稈(H)に当接してＯＮ／Ｏ
ＦＦする構成であることから、この株元センサ(S₀)のみ
では茎稈(H)が一時的に途切れている場合と完全には区
別できないことから、機体(V)前方より導入される茎稈
(H)に当接する全センサ(S₀),(S₁),(S₂)が全てＯＦＦ状
態となつた場合に、一つの作業行程が終了したと判別す
るほうが誤動作が少なくなるためである。具体的には、
第４図に示すように、前記株元センサ(S₀)および倣いセ
ンサ(S₁),(S₂)の両方がＯＦＦ状態になると、株元セン
サ(S₀)および倣いセンサ(S₁),(S₂)の状態を前記所定周
期（50ms）毎に繰り返しチエツクする回数(N)が、前記
所定経過時間（１．５秒）に対応する設定回数（３０
回）に達したか否かを判別し、設定回数つまり１．５秒
以上全部のセンサ(S₀),(S₁),(S₂)がＯＦＦ状態を継続し
ている場合にのみ、ターン制御を開始するようにしてあ
る。尚、株元センサ(S₀)または倣いセンサ(S₁),(S₂)の
一方がＯＮ状態である場合は、株元センサ(S₀)および倣
いセンサ(S₁),(S₂)の状態をチエツクする回数(N)を零に
リセツトして、株元センサ(S₂)および倣いセンサ(S₁),
(S₂)の全部がＯＦＦ状態になり、且つ、その状態が所定
時間以上継続するまで、刈取制御を継続させることとな
る。

次に、前記ターン制御における制御装置(19)の動作を詳
述する。

第２図及び第５図に示すように、前記株元センサ(S₀)及
び倣いセンサ(S₁),(S₂)がＯＦＦして所定時間以上経過
すると、前記刈取部(2)を上昇させて刈取作業を中断す
ると共に、その時点での車速を検出するのである。そし
て、前記検出された車速に基づいて次式(i)により前進
距離を補正し、その補正された前進距離を走行する間に
車速(Vx)がターン用の設定車速(Va)となるように、前記
車速センサ(14)による検出車速(Vx)に基づいて変速装置
(12)を操作するのである。

但し、上記式(ｉ)によって、一つの作業行程端部を検出
した後の次行程への方向転換を行う際における前進時の
予定走行距離Ｌａを求めるのである。尚、上記式(ｉ)に
おいて、Ｖ_Ａは、予め設定された基準となる設定車速、
Ｈは、前記設定車速で車体が走行している場合に対する
予め設定された基準となる予定走行距離、αは、圃場条
件等によって予め設定される比例定数である。

そして、前進させた後、機体(V)の検出方位が設定方位
（θ＝α＋６０゜）となるまで旋回させるように左クロ
ーラ走行装置(4L)の駆動を停止すべく前記電磁バルブ(1
7)をＯＮ作動させる。

前記検出方位が設定方位（θ＝α＋６０゜）に達する
と、前記電磁バルブ(17)をＯＦＦすると共に、走行を停
止するまで減速操作して、その間の走行距離(Lb)をカウ
ントする。

前記走行停止後、設定時間（２．０秒）経過すると、前
記変速装置(12)を後退側へ操作して所定速度(Vb)に達す
るまで増速すると共に、走行距離(Lx)が設定距離（Lc＝
Lb＋Ld）になるまで走行させた後、右クローラ走行装置
(4R)の駆動を停止すべく前記電磁バルブ(17)がＯＮ作動
させて、機体(V)の検出方位が次行程方位(β)になるま
で旋回させる。

前記検出方位が次行程方位(β)に達すると、前記電磁バ
ルブ(17)をＯＦＦすると共に、走行を停止するまで減速
操作する。

そして、機体(V)の停止後、刈取部(2)を下降させると共
に、前進を開始させ、車速(Vx)が設定車速(Vc)となるよ
うに前記車速センサ(14)による検出車速(Vx)に基づいて
変速装置(12)操作し、株元センサ(S₀)がＯＮすると、次
作業行程での刈取制御が開始される。

尚、前述の如く、制御装置(19)内に設けたメモリ(20)に
予め記憶させた基準方位(θa),(θb),(θc)(θd)の中か
ら機体のターン時の順次取り出された方位を現行程方位
(α)及び次行程方位(β)に置き換えてターン制御を行な
うことになる。

【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図は本発明の特徴構成を示すブロツク
図、第２図はターン時の機体の動きを示す説明図、第３
図は制御システムの構成を示すブロツク図、第４図は制
御装置の全体的な動作を示すフローチヤート、第５図は
ターン制御における制御装置の動作を示すフローチヤー
ト、第６図は倣いセンサの説明図、第７図は走行順序を
示す概略図、第８図はコンバインの全体側面図である。
第９図(イ)，(ロ)はターン時の機体の動きの従来例を示す
説明図である。 (12)……走行変速装置、(14)……車速検出手段、(15L),
(15R)……操向装置、(21)……走行パターン記憶手段、
(22)…制御手段、(23)……前進距離補正手段、(A)……
茎稈刈取処理径路、(D)……搬送径路、(S₀)……茎稈検
出手段、(S₁),(S₂)……倣いセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】植立茎稈と機体との相対横方向位置を検出
   する倣いセンサ(S₁),(S₂) を備え、この倣いセンサ
   (S₁),(S₂) の検出結果に基づいて前記機体を植立茎稈群
   に倣わせながら自動走行するように構成するとともに、
   機体横幅方向に並ぶ複数個の茎稈刈取処理経路(A) にて
   刈取られ、且つ、合流された茎稈を搬送する搬送経路
   (D) 中に、搬送茎稈の存否を検出する茎稈検出手段(S₀)
   を設け、一つの作業行程終了後において次の作業行程へ
   機体を自動走行させるべく、前記倣いセンサ(S₁),(S₂)
   及び前記茎稈検出手段(S₀)が茎稈不存在を共に所定時間
   以上継続して検出するに伴って予め指令されている予定
   走行距離前進させたのち、次作業行程側へ設定角度旋回
   させ、次に、次作業行程の手前箇所に向かって設定距離
   後進させ、さらに次作業行程に沿う方向に設定角度旋回
   させたのち再度前進させる走行パターンを記憶する走行
   パターン記憶手段(21)を設け、作業行程終了に伴って前
   記走行パターンに沿って機体を自動走行させるべく、前
   記茎稈検出手段(S₀)及び走行パターン記憶手段(21)夫々
   の情報に基づいて、操向装置(15L),(15R) 及び走行変速
   装置(12)を自動操作する制御手段(22)を設けた刈取収穫
   機のターン制御装置であって、前記倣いセンサ(S₁),
   (S₂) 及び前記茎稈検出手段(S₀)が共に前記所定時間継
   続して茎稈不存在を検出した時点の車速を検出する車速
   検出手段(14)を設けるとともに、その車速検出手段(14)
   の情報に基づいて、前記走行パターン記憶手段(21)に記
   憶させた前記前進のための予定走行距離を、検出車速が
   設定車速よりも大なるほど減少側に、且つ、検出車速が
   設定車速よりも小なるほど増大側に補正する前進距離補
   正手段(23)を設けてある刈取収穫機のターン制御装置。