JPH09327213A - 水田作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業装置の重量が変化しても圃場に対する追
従性を高く維持した状態で作業装置の昇降を可能にす
る。 【解決手段】 走行機体に対してシリンダ８で昇降自在
に支持した苗植付装置に該苗植付装置の対地高さを検出
するフロートセンサ２８を備え、このフロートセンサ２
８の検出結果を目標値に維持するようシリンダ８に対す
る電磁操作型の制御弁４２を操作する制御装置４３を備
え、フロートセンサ２８の検出結果と目標値との偏差に
対応して制御弁４２に供給される電力の値を設定するた
めのパラメータを保持するＥＥＰＲＯＭ４９を備え、
又、このＥＥＰＲＯＭ４９に保持されたパラメータを書
換えるパラメータ変更手段Ｅを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機体に対して
油圧アクチュエータの駆動で昇降自在に作業装置を支持
し、作業装置に対して該作業装置の対地高さを検出する
接地センサを備え、この接地センサの検出結果を目標値
に維持するよう前記油圧アクチュエータに対する電磁操
作型の制御弁を操作する制御装置を備えると共に、この
制御装置の制御動作を、接地センサの検出結果と目標値
との偏差が大きいほど制御弁に供給する電力を増大で該
制御弁の開度を、より大きくするよう設定してある水田
作業機の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように構成された水田作業
機として田植機を例に挙げると、走行機体に油圧シリン
ダの作動で昇降自在に苗植付装置を連結し、この苗植付
装置に接地センサとして感知フロートを横向き軸芯周り
で揺動自在に支持し、この感知フロートの前部を下方に
変位させる側に向けて付勢力を作用させる感知バネを備
え、この感知フロートの苗植付装置に対する揺動姿勢を
計測するポテンショメータ型のセンサを備えることで、
このセンサで検出される感知フロートの揺動姿勢が所定
の目標姿勢から外れると目標姿勢に復元するよう油圧シ
リンダの駆動で苗植付装置を昇降制御し、又、この昇降
制御時には感知フロートの目標姿勢からの外れ量が大き
いほど油圧シリンダを制御する制御弁の開度を大きくし
て、より高速で苗植付装置の昇降を行う制御動作が設定
されたものが存在する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】又、田植機では施肥装
置を備えた場合と、備えない場合とで苗植付装置全体の
重量が異なるものであるが、従来の制御動作では苗植付
装置全体の重量に拘わらず決まった特性で制御弁の開度
を調節するので苗植付装置全体の重量が設計時に想定さ
れた重量より重くなった場合には昇降が迅速に行われ
ず、圃場面に対する追従性が低下するものとなり、逆に
苗植付装置を植付条数の少ないものに取換えた場合のよ
うに苗植付装置全体の重量が設計時に想定された重量よ
り軽くなった場合には昇降制御時にオーバシュートを発
生して同様に圃場面に対する追従性が低下するものとな
り改善の余地がある。

【０００４】本発明の目的は、作業装置の重量が変化し
た場合でも圃場に対する追従性を高く維持した状態で作
業装置の昇降を可能にする水田作業機を合理的に構成す
る点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請
求項１）は冒頭に記したように、走行機体に対して油圧
アクチュエータの駆動で昇降自在に支持した作業装置に
対して接地センサを備え、この接地センサの検出結果を
目標値に維持するよう油圧アクチュエータに対する制御
弁を操作する制御装置を備え、この制御装置の制御動作
を、接地センサの検出結果と目標値との偏差が大きいほ
ど制御弁の開度を、より大きくするよう設定してある水
田作業機において、前記接地センサの検出結果と目標値
との偏差に対応して制御弁に供給される電力の値を設定
するためのパラメータを保持する記憶手段と、この記憶
手段に保持されたパラメータを書換えるパラメータ変更
手段と、このパラメータ変更手段によるパラメータの書
換え動作を開始する操作具を備えている点にあり、その
作用は次の通りである。

【０００６】本発明の第２の特徴（請求項２）は、前記
パラメータ変更手段によって記憶手段に保持されたパラ
メータの書換えを可能にするモード状態にあることを報
知する報知機構を備えている点にあり、その作用は次の
通りである。

【０００７】本発明の第３の特徴（請求項３）は、前記
操作具が、該水田作業機の走行速度設定する変速レバ
ー、クラッチを操作するレバー、作業装置の昇降制御の
感度を調節するダイヤル等、該水田作業機による作業時
に使用される複数の操作具で兼用されている点にあり、
その作用は次の通りである。

【０００８】〔作用〕

【０００９】上記第１の特徴によると、例えば、作業装
置の全重量が重くなった場合には、パラメータ変更手段
によって、作業装置を上昇させる側における接地センサ
の検出値と目標値との単位偏差に対する制御弁の開度を
大きくする側に、記憶手段のパラメータを書換えること
で、強力な駆動力で迅速に作業装置の上昇を行えるもの
となる。逆に、作業装置の全重量が軽くなった場合に
は、制御弁の開度を小さくする側にパラメータを書換え
ることで最適な駆動力で作業装置を上昇できるものとな
る。

【００１０】上記第２の特徴によると、パラメータを書
換えるモード状態にある場合には、作業者が報知機構の
報知によって認識し得るものとなり、このモード状態に
あることを作業状態にあると誤認することもない。

【００１１】上記第３の特徴によると、複数の操作具の
兼用でパラメータを書換えるモードに切換わるので特別
のスイッチ類を備えずに済むばかりでなく、単一の操作
具の操作で切換えるものと比較して複数の操作具の場合
には誤操作によってパラメータを書換えるモードに切換
えることも少ない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、ステアリング
操作される駆動型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２
を備えた走行機体３の前部にエンジン４とベルト変速装
置５とミッションケース６とを配置すると共に、走行機
体３の中央部に運転座席７を配置し、走行機体３の後端
部に対し油圧アクチュエータとしての昇降シリンダ８で
駆動昇降する平行４連型のリンク機構Ｌを介して作業装
置としての苗植付装置Ａを前後向き軸芯Ｘ周りでローリ
ング自在に連結して水田作業機の一例として乗用型の田
植機を構成する。尚、昇降シリンダ８は、ピストンロッ
ドを斜め下方に向かう姿勢に配置して収縮作動によって
苗植付装置Ａの上昇作動を行うように構成されている。

【００１３】苗植付装置Ａはマット状苗Ｗを載置する苗
載せ台９、走行機体３からの動力が伝えられる伝動ケー
ス１０、この伝動ケース１０からチェーンケース１１を
介して伝えられる動力で回転するロータリケース１２、
このロータリケース１２に一対ずつ備えられた植付アー
ム１３、複数の整地フロート１４夫々を備えて複数条植
用に構成されると共に、複数の整地フロート１４のうち
左右方向での中央のもの（以下感知フロート１４Ａと称
する）の姿勢に基づいて圃場面Ｓに対する苗植付装置Ａ
の高さを計測して圃場面Ｓに対して苗植付装置Ａが追従
して昇降する制御を行うように構成されている。

【００１４】図１、図３、図４に示すように、運転座席
７の前部位置にステアリングハンドル１５を配置すると
共に、エンジンフードの右側に前記ミッションケース６
内のギヤ変速系を操作する主変速レバー１６を配置し、
エンジンフードの左側に前記ベルト変速装置５を変速操
作する副変速レバー１７を配置し、ステアリングハンド
ル１５のポスト部の右側部に苗植付装置Ａを強制的に昇
降制御する強制昇降レバー１８を配置している。又、運
転座席７の右側部には苗植付装置Ａの昇降制御と前記ミ
ッションケース６に内蔵した植付クラッチ（図示せず）
の制御とを行う昇降レバー１９を配置し、運転座席７の
近傍位置に苗植付装置Ａのローリング制御の動作を設定
する制御ケース２０を配置してある。

【００１５】尚、前記主変速レバー１６は、機体３の走
行を停止する中立位置を基準にして後方側に後進位置を
形成してあり、前方側に走行機体を植付作業用の低速位
置と路上走行用の高速位置とを形成してある。又、副変
速レバー１７は前方側に高速伝動位置を、後方側に低速
伝動位置を形成してある。

【００１６】図４に示すように、前記強制昇降レバー１
８は中立位置Ｎに復帰するようバネ（図示せず）で付勢
されると共に、この中立位置Ｎを基準に上方側に形成さ
れた上昇位置Ｕと中立位置Ｎを基準に下方側に形成され
た下降位置Ｄとに操作自在に構成され、上昇位置Ｕに操
作すると苗植付装置Ａを上限まで上昇させ、下降位置Ｄ
に操作すると苗植付装置Ａの感知フロート１４Ａが接地
するまで下降させるものであり、基端部には上昇位置
Ｕ、下降位置Ｄ夫々の位置に操作されたことを検出する
上昇スイッチ２１と下降スイッチ２２とを備えている。

【００１７】図７に示すように、昇降レバー１９はガイ
ド２３に形成された経路に沿って操作自在に構成され、
該昇降レバー１９を経路内の「下降」位置より前方側に
設定すると苗植付装置Ａを下降させ、「上昇」位置より
後方側に設定すると苗植付装置Ａを上昇させ、「中立」
位置に設定すると苗植付装置Ａをそのレベルに維持し、
又、該昇降レバー１９を「入」位置に設定すると植付ク
ラッチを入り操作すると共に、苗植付装置Ａに備えた感
知フロート１４Ａが接地する状態で所定の対圃場高さを
維持する自動昇降制御を可能にし、「切」位置に設定す
ると植付クラッチを切り操作し、更に、該昇降レバー１
９を「自動」位置に設定すると前記強制昇降レバー１８
の操作に従って苗植付装置Ａの昇降を許容すると同時に
苗植付装置Ａの上昇時には植付クラッチを自動的に切り
操作するものとなっている。

【００１８】図８に示すように、苗植付装置Ａのチェー
ンケース１１の下面に横向き姿勢の軸芯周りで回動自在
に支持された植付深さ調節軸２４に設けたアーム２５の
後端位置に対して前記夫々の整地フロート１４が横向き
姿勢の揺動軸芯Ｙ周りで揺動自在に支持されると共に、
夫々の整地フロート１４の前端が屈伸型のリンク部材２
６を介して支持され、揺動軸芯Ｙ周りで該整地フロート
１４の前部側が上下方向に揺動自在となるよう支持され
ている。又、これらの整地フロート１４のうち左右方向
での中央に配置された前記感知フロート１４Ａの前部と
連結するロッド２７とポテンショメータ型のフロートセ
ンサ２８（接地センサの一例）の操作アーム２９とを連
結し、又、この操作アーム２９を介して感知フロート１
４Ａの前部を下方に変位させる圧縮バネ型の感知バネ３
０を備えて、該感知フロート１４Ａの揺動軸芯Ｙ周りで
の揺動量を検出できるよう構成している。尚、植付深さ
調節軸２４に連結する植付深さ調節レバー３１を人為的
に操作してレバーガイド３２に係合支持することで苗植
付装置全体と圃場面Ｓとの上下方向での相対距離を変更
して圃場に対する苗の植付深さを調節できるよう構成さ
れている。

【００１９】図３に示すように、運転座席前方のパネル
３３には苗植付装置Ａに対する感知フロート１４Ａの目
標姿勢を設定するようダイヤル３４Ａで操作されるポテ
ンショメータ型の感度設定器３４と，エンジン４の始動
と電気系の入り切りをキーの操作で行うメインスイッチ
３５とを備えており、この感度設定器３４のダイヤル３
４Ａは１〜７の７つの位置に設定保持できるよう構成さ
れ、この数字を大きい側に操作するほど感知フロート１
４Ａの目標姿勢が前上がり側に設定されるよう制御特性
が設定されている。

【００２０】図５に示すように、前記制御ケース２０に
はローリング制御時における苗植付装置Ａのローリング
姿勢を水平に維持する制御を行わせる水平スイッチ３６
と、苗植付装置Ａの右側を下方に強制ローリングさせる
右下スイッチ３７と、苗植付装置Ａの左側を下方に強制
ローリングさせる左下スイッチ３８と、緑色の発光ダイ
オード３９、赤色の発光ダイオード４０、オレンジ色の
発光ダイオード４１とを備えている。

【００２１】この田植機では、圃場面Ｓに追従して苗植
付装置Ａを昇降させる場合には、フロートセンサ２８の
計測値と感度設定器３４の設定値との偏差が大きいほど
昇降シリンダ８を、より高速で駆動するよう制御動作が
設定され、この制御動作を可能にするため昇降シリンダ
８を制御する電磁操作型の制御弁４２として制御電流に
比例した開度得るものを用いている。又、この田植機の
制御系では苗植付装置Ａに施肥装置等を取付けた場合、
昇降シリンダ８に作動油を供給するポンプＰを取換えた
場合などポンプＰに対する苗植付装置Ａの重量変化に応
じて制御弁４２の開度を調節し得る設定系を備えてい
る。

【００２２】つまり、前記制御ケース２０にはマイクロ
プロセッサを備えた制御装置４３を内蔵し、この制御装
置４３に対しては図２に示すように、エンジン４の始動
に先立って機体の電気系に電力を供給するための前記メ
インスイッチ３５、前記主変速レバー１６が中立位置に
あることを検出する中立スイッチ４４、前記上昇スイッ
チ２１、下降スイッチ２２、前記昇降レバー１３の操作
位置を検出する昇降レバーセンサ４５、感度設定器３
４、前記フロートセンサ２８、前記ローリング制御用の
水平スイッチ３６、右下スイッチ３７、左下スイッチ３
８、苗植付装置Ａのローリング姿勢を計測するローリン
グセンサ４６夫々からの入力系が形成されると共に、エ
ンジン４で駆動される油圧ポンプＰからの作動油を前記
昇降シリンダ８に対して給排する電磁操作型の制御弁４
２、苗植付装置Ａをローリング作動させるローリングモ
ータ４８、３つの発光ダイオード３９，４０，４１夫々
に対する出力系が形成され、又、記憶手段としてのＥＥ
ＰＲＯＭ４９に対する入出力系、及び、チェッカーＣに
対する入出力系が形成されている。

【００２３】尚、前記制御弁４２は、供給される電力の
増大に比例して制御弁４２の開度が拡大する構造ものも
のであり、この制御弁４２に対しては間歇信号のデュー
ティ比の変更で、つまり、図６に示す如く、間歇信号の
周期Ｔに対するＯＮ時間ｔの比率を変更で（ＰＷＭ式
に）電力を調節して供給することで所望の開度を得るも
のとなっている。

【００２４】又、制御装置４３は、入力系からの信号に
基づいて苗植付装置Ａを昇降させる制御と、苗植付装置
Ａをローリングさせる制御とを行い得るよう構成される
と共に、昇降制御時に制御弁４２の開度を設定するため
に用いられるパラメータの変更を行う制御を行う制御動
作（パラメータ変更手段Ｅの制御動作）が設定され、以
下に圃場面Ｓに追従して苗植付装置Ａを昇降させる自動
昇降制御と、パラメータを変更するパラメータ変更制御
とを説明する。

【００２５】図１０のフローチャートに示すように、自
動昇降制御ルーチンでは感度設定器３４からの信号を入
力して制御目標を設定すると共に、フロートセンサ２８
からの信号を入力して制御目標との比較で偏差を求める
処理を行う（＃１０１〜＃１０４ステップ）。この処置
は制御目標としての目標姿勢に対する現実の感知フロー
ト１４Ａの姿勢の外れ量を求める動作であり、感度設定
器３４で設定される数字が大きくなるほど感知フロート
１４Ａの目標姿勢が前上がり側に変位することで感知バ
ネ３０から感知フロート１４Ａに対して下向きに作用す
る付勢力を増大させるものとなっている。

【００２６】次に、この処理で求めた偏差が制御目標を
基準に設定した不感帯内にある場合には昇降制御は行わ
ず、不感帯外にある場合には上昇側であるか、下降側で
あるかを判別すると共に、偏差に対して前記ＥＥＰＲＯ
Ｍ４９に保持されたパラメータを読み出して乗ずる演算
を行ってデューティ比を設定し、そのデューティ比の信
号を制御弁４２に出力して苗植付装置Ａの昇降を行うも
のとなっている（＃１０５〜＃１１０ステップ）。この
処理では目標姿勢に対する現実の感知フロート１４Ａの
姿勢の外れ量が大きいほど、より高速で苗植付装置Ａの
昇降を行うよう動作が設定され、又、偏差が等しい場合
でも下降制御時の制御弁４２の開度より、上昇制御時の
制御弁４２の開度が大きくなるよう、上昇制御用のパラ
メータの値を下降制御用のパラメータの値より大きく設
定して上昇作動を強力に行い得るようになっている。

【００２７】図１１のフローチャートに示すように、パ
ラメータ変更手段Ｅとしてのパラメータ変更ルーチンで
は、メインスイッチ３５がＯＮ操作された際に、主変速
レバー１６が中立位置にあることを中立スイッチ４４で
検出し、昇降レバー１９が中立位置にあることを昇降レ
バーセンサ４５で検出し、感度設定器３４のダイヤル３
４Ａが「７」の位置に設定されていることを感度設定器
３４で検出し、右下スイッチ３７と左下スイッチ３８と
が同時にＯＮ状態にある場合に起動条件が成立してパラ
メータの変更を可能にするものであり、このように複数
のスイッチ類が同時に決められた位置にあると云う起動
条件が成立した場合には赤色の発光ダイオード４０とオ
レンジ色の発光ダイオード４１とを同時に点滅させてパ
ラメータを変更し得るモードに入ったことを作業者に認
識させるものとなっている（＃２０１、＃２０２ステッ
プ）。

【００２８】次に、感度設定器３４の操作でＥＥＰＲＯ
Ｍ４９にパラメータが書き込まれたアドレスを選択す
る。この選択は上昇制御用のパラメータのＯＮ時間とＯ
ＦＦ時間と、下降制御用のパラメータのＯＮ時間とＯＦ
Ｆ時間とを独立して変更するための選択であり、感度設
定器３４を「６」の位置に設定すると上昇制御用のパラ
メータのＯＮ時間の変更が可能となり、感度設定器３４
を「５」の位置に設定すると上昇制御用のパラメータの
ＯＦＦ時間の変更が可能となり、感度設定器３４を
「４」の位置に設定すると下降制御用のパラメータのＯ
Ｎ時間の変更が可能となり、感度設定器３４を「３」の
位置に設定すると下降制御用のパラメータのＯＦＦ時間
の変更が可能となる。

【００２９】このように選択を行った後、強制昇降レバ
ー１８を上昇位置Ｕに１度操作すると予め設定された所
定の値がパラメータに加算され、逆に強制昇降レバー１
８を下降位置Ｄに１度操作すると予め設定された所定の
値がパラメータから減算されるようになっており、この
処理動作は右下スイッチ３７と左下スイッチ３８が同時
にＯＮ操作され、該パラメータ変更ルーチンが終了する
まで継続するものとなっている（＃２０３〜＃２０８ス
テップ）。

【００３０】又、チェッカーＣは図９に示すように、コ
ネクタ５０を介して制御装置４３と接続できるよう構成
され、チェッカーＣを接続した状態ではチェッカーの第
１表示部５１にＥＥＰＲＯＭ４９のアドレスがデジタル
数字で表示され、第２表示部５２にアドレスのパラメー
タの値が表示されるものとなっており、パラメータの変
更時にはチェッカーＣを使用してアドレスとパラメータ
値を確認しながら作業を行えるものとなっている。

【００３１】このように本発明では、作業時に用いる目
的で機体に備えた操作具を、作業時には、操作すること
のない形態で同時に操作してメインスイッチ３５をＯＮ
することでパラメータの変更が可能となり、しかも、変
更が可能になったことを発光ダイオード４０，４１の点
灯で報知するので、パラメータの変更を行うルーチンを
起動させるための専用のスイッチ類を備える必要が無
く、変更可能な状態にあることを作業者が確実に認識し
得るものとなっている。又、パラメータの変更時には強
制昇降レバー１８の単純な操作で上昇用のパラメータ、
下降用のパラメータともＯＮ時間とＯＦＦ時間とを別個
に変更できるので簡便で微妙な値の設定変更が可能とな
る。そして、このように苗植付装置Ａの昇降制御時に制
御弁４２の開度を設定するパラメータを変更自在に構成
したことによって、苗植付装置Ａに施肥装置を装着して
苗植付装置全体が重量化した場合、昇降シリンダ８に作
動油を供給する油圧ポンプＰの取換えで油圧ポンプＰか
らの作動油の供給量が変化した場合にも電気機器のハー
ドウエアを変更すること無く圃場面Ｓに対する追従性を
高く維持したまま苗植付装置Ａの昇降制御を可能にする
ものとなっている。

【００３２】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、パラメータを変更する制御動作を開始する際に
用いる操作具の上記したもの以外であって良く、又、パ
ラメータを変更する際に用いる操作具も上記したもの以
外であっても良い。

【００３３】

【発明の効果】従って、作業装置の重量が変化した場合
でも圃場に対する追従性を高く維持した状態で作業装置
の昇降を可能にする水田作業機が合理的に構成された
（請求項１）。又、パラメータを切換えるモードにある
ことを作業者に確実に認識させて誤った操作を行うこと
がなく（請求項２）、部品数を増大させることなく誤操
作も発生し難い状態でパラメータの切換を可能にできた
（請求項３）。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の全体側面図

【図２】制御系のブロック回路図

【図３】パネル部の平面図

【図４】ステアリングハンドル近傍のレバー配置を示す
側面図

【図５】制御ケースの平面図

【図６】間歇信号のデューティ比を表す図

【図７】昇降レバーの操作系を示す平面図

【図８】フロートセンサの配置を示す側面図

【図９】チェッカーの平面図

【図１０】自動昇降ルーチンのフローチャート

【図１１】パラメータ変更ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

３ 走行機体 ８ アクチュエータ １６ 変速レバー １９ レバー ２８ 接地センサ ３４Ａ ダイヤル ４０，４１ 報知機構 ４３ 制御装置 ４２ 制御弁 ４９ 記憶手段 Ａ 作業装置 Ｅ パラメータ変更手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に対して油圧アクチュエータの
   駆動で昇降自在に作業装置を支持し、作業装置に対して
   該作業装置の対地高さを検出する接地センサを備え、こ
   の接地センサの検出結果を目標値に維持するよう前記油
   圧アクチュエータに対する電磁操作型の制御弁を操作す
   る制御装置を備えると共に、この制御装置の制御動作
   を、接地センサの検出結果と目標値との偏差が大きいほ
   ど制御弁に供給する電力を増大して該制御弁の開度を、
   より大きくするよう設定してある水田作業機であって、 前記接地センサの検出結果と目標値との偏差に対応して
   制御弁に供給される電力の値を設定するためのパラメー
   タを保持する記憶手段と、この記憶手段に保持されたパ
   ラメータを書換えるパラメータ変更手段と、このパラメ
   ータ変更手段によるパラメータの書換え動作を開始する
   操作具を備えている水田作業機
2. 【請求項２】 前記パラメータ変更手段によって記憶手
   段に保持されたパラメータの書換えを可能にするモード
   状態にあることを報知する報知機構を備えている請求項
   １記載の水田作業機。
3. 【請求項３】 前記操作具が、該水田作業機の走行速度
   設定する変速レバー、クラッチを操作するレバー、作業
   装置の昇降制御の感度を調節するダイヤル等、該水田作
   業機による作業時に使用される複数の操作具で兼用され
   ている請求項１記載の水田作業機。