JPH0994012A - 水田作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 苗植付装置に代えて薬剤散布装置を連結した
場合に、該薬剤散布装置の昇降を対機体高さ基準にした
制御モードで合理的に行う。 【解決手段】 苗植付装置の接地フロート２０の横向き
姿勢の軸芯Ｙ周りでの揺動姿勢を検出するフロートセン
サ４０を備え、苗植付作業時にはフロートセンサ４０の
検出結果が設定器３０で設定された設定値に維持される
よう該苗植付装置を昇降する制御装置４５を備えると共
に、苗植付装置に代えて防除装置を連結した場合には、
走行機体３に対する防除装置の高さを計測する高さセン
サ３７の検出結果が設定器３０で設定された設定値に達
するまで防除装置の昇降を行う制御モード切換手段Ｅを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行機体にアクチ
ュエータの駆動で昇降自在に備えた作業装置に接地フロ
ートを横向き姿勢の軸芯周りで揺動自在に備え、この接
地フロートの揺動姿勢を検出するフロートセンサの検出
結果を、設定器で設定された設定値に維持するようアク
チュエータを駆動して作業装置の昇降を行う制御装置を
備えた水田作業機に関し、詳しくは、制御モードを切換
える技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようにフロートセンサで検出され
る接地フロートの揺動姿勢を設定器で設定された値に維
持するよう作業装置を昇降するものは、圃場面に対する
走行機体の沈み込み量に拘わらず、圃場面を基準とした
所定の高さに作業装置を維持するよう圃場面に追従した
昇降を行い得るものであり、乗用型の田植機の制御系に
多く採用されている（例えば、特開平６‐２３７６１３
号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水田作業機として田植
機を例に挙げると、田植機は苗植付作業にのみ使用され
ることから年間の稼働率が低く、苗の植付後には苗の成
長程度に応じて肥料や薬剤の散布、あるいは、除草作業
を行う目的から、苗植付装置に代えてこの種の管理作業
を行う装置を走行機体に連結することも考えられてい
る。

【０００４】又、圃場に移植された苗の管理を行う装置
を走行機体に連結して作業を行う場合には、装置の高さ
を稲の高さより高く設定して苗との接触しない状態で作
業を行う必要があるばかりでなく、肥料や薬剤の散布の
作業時には風の影響による散布量の偏りを小さくする目
的から装置を苗から大きく離れない高さに設定すること
も必要である。しかし、従来からの田植機では走行機体
を基準にして苗植付装置を任意の高さに維持する制御系
を備えておらず改善の余地がある。

【０００５】又、圃場に移植された苗の管理を行う場合
には、管理用の装置を下降させた際に苗に接触させない
高さで下降を停止する必要もあり、作業者を煩わせずに
無理のない高さで下降を停止させ得る技術も望まれてい
る。更に、苗植付装置を用いる場合には圃場面に追従し
た昇降制御を行い、管理用の装置を用いた場合には走行
機体を基準とした昇降制御を行うための制御モードに無
理なく切換える技術も望まれている。

【０００６】本発明の目的は、接地フロートを圃場に接
触させた状態で作業装置を昇降させる制御モードと、走
行機体を基準として作業装置を昇降させる制御モードと
に切換え得る作業機を合理的に構成する点にあり、又、
走行機体を基準として作業装置を昇降させる制御モード
では作業装置の下降限界を合理的に設定し、又、夫々の
制御モードの切換を合理的に行う点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
接地フロートの揺動姿勢を検出するフロートセンサの検
出結果を、設定器で設定された設定値に維持するようア
クチュエータを駆動して作業装置の昇降を行う制御装置
を備えた水田作業機において、走行機体に対する作業装
置の高さを計測する高さセンサを備えると共に、この検
出結果が、前記設定器で設定された設定値に達するまで
前記制御装置を介してアクチュエータを駆動して作業装
置の昇降を行う制御モード切換手段を備えている点にあ
り、その作用は次の通りである。

【０００８】又、本発明の第２の特徴は、前記制御モー
ド切換手段による制御モードの切換時における作業装置
の対機体高さの下限が圃場面から離間するよう制御モー
ド切換前における下限より高く設定する制御限界切換手
段を備えている点にあり、その作用は次の通りである。

【０００９】又、本発明の第３の特徴は、前記制御モー
ド切換手段が、前記走行機体に対する作業装置の取換え
を検出する検出機構を備えて構成されて成る点にあり、
その作用は次の通りである。

【００１０】〔作用〕上記第１の特徴によると、苗植付
装置のように接地フロートを備えた作業装置を用いる場
合には、フロートセンサからの検出値を設定器で設定さ
れる値に維持する制御を行うことにより、接地フロート
の姿勢を維持して作業装置の昇降を行う制御動作の結
果、作業装置を圃場面に追従して昇降させ得るものとな
り、又、制御モード切換手段によって制御モードを切換
えた場合には、設定器で設定される値に高さセンサの検
出結果が維持されるよう作業を装置を昇降する結果、作
業装置を走行機体を基準に昇降させて作業装置を任意の
高さに設定し得るものとなり、何れの制御モードにおい
ても同一の設定器を用いるので部品の増大を抑制すると
共に、この設定器は何れの制御モードにおいても昇降制
御に係わるものなので操作感覚に違和感を生ずることも
ない。

【００１１】又、上記第２の特徴によると、走行機体を
基準として作業装置を昇降させる制御モードでは、制御
限界設定手段によって作業装置の対機体高さの下限が圃
場面から離間する値に設定されるので誤操作によって作
業装置を下降させ続ける制御を行っても作業装置が接地
することがなく、作業装置を圃場面の苗に接触させない
ことも可能となる。

【００１２】又、上記第３の特徴によると、フロートセ
ンサを用いて昇降を行う作業装置に代えて、高さセンサ
を用いて昇降を行う作業装置を走行機体に連結した場合
には検出機構が、この取換えを検出して制御モードの切
換を行わせるものとなる。

【００１３】

【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を搭載すると共
に、この走行機体３の後部にエンジン４からの動力が伝
えられる静油圧式の無段変速装置５、及び、ミッション
ケース６を配置し、又、走行機体３の中央部に運転座席
７を配置し、走行機体３の後端部に対しアクチュエータ
としての油圧シリンダ８で駆動昇降するリンク機構９を
介して作業装置Ａとしての苗植付装置Ａｎを連結して乗
用作業機の一例として田植機を構成する。

【００１４】前記運転座席７の右側部に苗植付装置Ａｎ
の昇降制御と植付クラッチＣの入り切り操作とを行う昇
降レバー１０を備え、又、運転座席７の前方位置のステ
アリングハンドル１１の左側部には無段変速装置５を変
速操作する主変速レバー１２を備え、運転座席７の左側
部には前記ミッションケース６の内部のギヤ変速系を変
速操作する副変速レバー１３を備えている。尚、前記植
付クラッチＣは、前記ミッションケース６に内蔵され、
このミッションケース６から苗植付装置Ａｎに対して伝
動軸１４を介して動力を伝える入り状態と動力を遮断す
る切り状態とに切換え自在に構成されている。

【００１５】苗植付装置Ａｎは前記リンク機構９の後端
位置に前後向き姿勢の軸芯Ｘ周りでローリング自在に支
持されると共に、マット状苗Ｗを載置する苗載せ台１
５、前記伝動軸１４からの動力が伝えられる伝動ケース
１６、この伝動ケース１６からチェーンケース１７を介
して伝えられる動力で回転するロータリケース１８、こ
のロータリケース１８に一対ずつ備えられた植付アーム
１９、複数の整地フロート２０（接地フロートの一例）
を備えて複数条植用に構成されている。又、走行機体３
の前部の左右両側部に圃場面に倒伏する作用姿勢と上方
に持ち上げられる非作用姿勢とに切換自在なラインマー
カ２１を備えている。

【００１６】図２に示すように、ステアリングハンドル
１１のポスト部の右側面には操作具としての切換レバー
２２を備えており、この切換レバー２２は、略水平姿勢
となる中立位置「Ｎ」と、この中立位置「Ｎ」を基準に
その端部を上方に変位させた上昇位置「Ｕ」と、その端
部を下方に変位させた下降位置「Ｄ」と、その端部を前
方に変位させた左マーカ操作位置「Ｌ」と、その端部を
後方に変位させた右マーカ操作位置「Ｒ」との位置に操
作自在で、非操作時には中立位置「Ｎ」にバネ（図示せ
ず）で復帰して保持されるよう構成され、ポスト部の内
部には切換レバー２２の操作状態を判別するレバースイ
ッチ２３を備えている。

【００１７】昇降レバー１０は図３に示すようにガイド
２５に形成された経路に沿ってクラッチ機構Ｃを制御す
る「入」「切」夫々の位置、苗植付装置Ａｎの昇降を行
う「下降」「中立」「上昇」及び「自動」夫々の位置に
操作自在に構成されると共に、リンク機構９の後端に苗
植付装置Ａｎを連結した状態で、かつ、後述する制御モ
ードで「田植」を選択した状態では、該昇降レバー１０
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Ａｎ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Ａｎを上昇させ、「中立」位置に設定す
ると苗植付装置Ａｎをそのレベルに維持するよう制御系
と連係し、又、該昇降レバー１０を「入」位置に設定す
ると植付クラッチＣを入り操作すると共に、苗植付装置
Ａｎに備えた整地フロート２０が接地する状態で所定の
対圃場高さを維持するよう自動昇降制御を行い、「切」
位置に設定すると植付クラッチＣを切り操作し、更に、
該昇降レバー１０を「自動」位置に設定すると前記切換
レバー２２の操作に従って苗植付装置Ａｎの昇降を許容
すると同時に苗植付装置Ａｎの上昇時には植付クラッチ
Ｃの自動的な切り操作を可能にする。

【００１８】又、リンク機構９の後端に後述するように
防除装置Ａｂを連結した状態で、かつ、後述する制御モ
ードで「防除」を選択した状態では、昇降レバー１０に
よる防除装置Ａｂの昇降を不能にした状態でクラッチ機
構Ｃの操作のみを許容するようになっている。

【００１９】図４に示すように、前記運転座席７の側部
にはコントロールボックス２６を配置してあり、このボ
ックス２６にはダイヤル２７で操作されるモード切換ス
イッチ２８、苗植付装置Ａｎの昇降制御の感度を設定す
るようダイヤル２９で操作されるポテンショメータ型の
制御感度設定器３０、苗植付装置Ａｎのローリング姿勢
を設定するようダイヤル３１で操作されるポテンショメ
ータ型のローリング角設定器３２、走行機体３に対する
苗植付装置Ａｎのローリング姿勢を一時的に設定変更す
るよう中立姿勢に復帰するようバネ付勢されたノブ３３
で操作される強制ローリングスイッチ３４夫々を備え、
更に、ダイヤル３５で操作されるポテンショメータ型の
下限設定器３６を備えている。尚、前記ダイヤル２７は
「田植」位置と「防除」位置とに切換自在に構成され、
リンク機構９に苗植付装置Ａｎを連結した場合には該ダ
イヤル２７を「田植」位置に設定し、リンク機構９の後
述する防除装置Ａｂを連結した場合には該ダイヤル２７
を「防除」位置に設定することで制御モードを切換え得
るものとなっている。

【００２０】図１に示すように、リンク機構９の揺動角
度から作業装置Ａの対機体高さを計測する高さセンサと
してのポテンショメータ型のリンクセンサ３７を備えて
あり、又、苗植付装置Ａｎにはローリング姿勢を計測す
るローリングセンサ３８を備えると共に、苗植付装置Ａ
ｎのローリング姿勢を設定する電動式のローリングモー
タ３９を備えている（図７参照、具体構造は詳述せ
ず）。又、前記複数の整地フロート２０は後部位置に形
成された横向き軸芯Ｙ周りで揺動自在に支持され、これ
らのうち左右方向での中央位置のものの軸芯周Ｙりでの
揺動姿勢を計測するフロートセンサ４０を備え（図７を
参照、具体構造は詳述せず）、前記自動昇降制御はフロ
ートセンサ４０からのフィードバック信号が前記感度設
定器３０で設定された値に維持されるように苗植付装置
Ａｎを昇降制御する。

【００２１】又、この田植機では苗植付装置Ａｎに代え
て図５に示す如く、殺虫剤、除草材等の薬剤を散布する
作業装置Ａとしての防除装置Ａｂをリンク機構９の後端
に連結することも可能に構成されている。この防除装置
Ａｂは、液状の薬剤を貯留するタンク４１と、走行機体
３から伝動軸１４を介して伝えられる動力で駆動される
コンプレッサー４２と、コンプレッサー４２からの圧縮
空気とタンク４１からの薬剤が送り込まれる左右一対の
噴霧アーム４３，４３とを備えて構成され、この噴霧ア
ーム４３，４３は図６に示す如く、水平方向に張り出す
作業姿勢と、端部が上方に向かう格納姿勢とに切換自在
に構成されると共に、所定間隔で噴霧ノズル４３Ａ‥が
形成されている。尚、リンク機構９の後端には連結され
た作業装置の種類を判別する判別スイッチ４４を備え、
この判別スイッチ４４は作業装置Ａの取換えを検出する
検出機構の一例であり、苗植付装置Ａｎが連結された場
合にはＯＮ操作され、防除装置Ａｂ等非接地状態で作業
を行う装置が連結された場合にはＯＦＦ状態を維持する
ように構成されている。

【００２２】図７に示すように制御系が構成され、この
制御系ではマイクロプロセッサを備えた制御装置４５に
対して前記昇降レバー１０の操作位置を計測するポテン
ショメータ型のレバーセンサ４６、前記切換レバー２２
の操作位置を検出する前記レバースイッチ２３、前記下
限設定器３６、前記モード切換スイッチ２８、前記制御
感度設定器３０、前記ローリング角設定器３２、前記強
制ローリングスイッチ３４、前記判別スイッチ４２、前
記ローリングセンサ３８、前記フロートセンサ４０夫々
からの信号、及び、前記リンクセンサ３５、前記クラッ
チ機構Ｃの状態を判別するクラッチセンサ４７からの信
号を入力する系を備えると共に、前記油圧シリンダ８を
制御する電磁弁４８、前記クラッチ機構Ｃを操作する電
動式のクラッチモータ４９、前記ローリングモータ３
７、誤操作を表示する表示部５０夫々に信号を出力する
系を備えて成り、その制御動作は次の通りである。

【００２３】図８に示すように制御動作が設定され、こ
の制御ではモード切換スイッチ２８からの信号に基づい
てダイヤル２７の操作位置が「田植」にあることを判別
した場合には、判別スイッチ４４の状態を判別してＯＦ
Ｆ状態である場合にのみ、表示部５０に対してモード切
換スイッチ２８が誤操作されたことを表示し（＃１０１
〜＃１０３ステップ）、判別スイッチ４４がＯＮ状態に
ある場合には、前記切換レバー２２の操作による苗植付
装置Ａｎの昇降（強制昇降制御）、及び、昇降レバー１
０の操作による苗植付装置Ａｎの昇降（手動昇降制御）
を行い（＃１０４、＃１０５ステップ）、次に、これら
の操作によって苗植付装置Ａｎが植付高さにある場合に
は、制御感度設定器３０からの信号値を整地フロート２
０の目標姿勢に設定し、フロートセンサ４０からの信号
を入力してフィードバック型の自動昇降制御を行う（＃
１０６〜＃１０９ステップ）。尚、この自動昇降制御時
には接地フロート２０の制御目標姿勢を前上がり側に設
定するほど、接地フロート２０の前部を下方に押さえ込
むバネ（図示せず）が圧縮され制御感度が低下（鈍感に
なる）して苗植付装置Ａｎが下方に変位し、接地フロー
ト２０の制御目標姿勢を前下がり側に設定するほど、接
地フロート２０の前部を下方に押さえ込むバネ（図示せ
ず）が弛緩して制御感度が増大（敏感になる）する結
果、苗植付装置Ａｎが上方に変位するものとなり、又、
制御感度設定器３０のダイヤル２９が示す数値が大きい
ほど、制御感度が低下（鈍感になる）よう操作方向が設
定されている。

【００２４】又、モード切換スイッチ２８からの信号に
基づいてダイヤル２７の操作位置が「防除」にあること
を判別した場合には、判別スイッチ４４の状態を判別し
てＯＮ状態である場合にのみ、表示部５０に対してモー
ド切換スイッチ２８が誤操作されたことを表示し（＃１
０１、＃１１０、＃１０３ステップ）、判別スイッチ４
４がＯＦＦ状態にある場合には、制御感度設定器３０か
らの信号値を防除装置Ａｂの対機体目標高さに設定し、
又、下限設定器３６からの信号を入力して防除装置Ａｂ
の下降限界ＬＬ〜ＬＬ’を圃場面から離間した高さに設
定し、リンクセンサ３７の信号を入力してフィードバッ
ク型の昇降制御を行う（＃１１１〜＃１１５ステッ
プ）。尚、この昇降制御では制御感度設定器３０を操作
することによって防除装置Ａｂの走行機体３に対する高
さを任意に設定できるものであり、制御感度設定器３０
のダイヤル２９が示す数値が大きくなるほど、防除装置
Ａｂの対機体高さが低くなるよう操作関係が設定され、
下限設定器３６は図５に示す如く、防除装置Ａｂの下面
と圃場面Ｓとの距離で表される下降限界ＬＬ〜ＬＬ’を
同図に示す域Ｇ内で任意に設定することで制御感度設定
器３０を大きく操作しても防除装置Ａｂの下面を苗に接
触させないものに構成されている。

【００２５】又、図４及び図８に示すように、制御感度
設定器３０、判別スイッチ４４、及び、この制御動作の
＃１０１、＃１１０ステップ夫々で、請求項１に記載し
た制御モード切換手段Ｅが構成され、下限設定器３６、
及び、＃１１２ステップで請求項２に記載した制御限界
切換手段Ｆが構成されている。

【００２６】防除装置Ａｂを連結した場合には、切換レ
バー２２でラインマーカ２１の操作が不能になり、又、
前述のように切換レバー２２の操作、及び、昇降レバー
１０の操作では防除装置Ａｂの昇降を行えなくなるもの
の、昇降レバー１０の「入」位置への操作でクラッチ機
構Ｃの入り操作を行い、「切」位置への操作でクラッチ
機構Ｃの切り操作を行えるよう構成され、防除装置Ａｂ
の制御を可能にするものとなっている。

【００２７】このように、走行機体３に苗植付装置Ａｎ
を連結した場合には、走行機体３に対する圃場面Ｓの高
さ変位に従って苗植付装置Ａｎの昇降を行う自動昇降制
御を可能にすると共に、防除装置Ａｂのように圃場面Ｓ
から上方に離間した位置で走行機体３を基準とした高さ
の調節を行う必要のある作業装置Ａを連結した場合に
は、自動昇降制御に用いられる制御感度設定器３０を用
いて作業装置Ａの対機体高さの調節を可能にし、しか
も、この調節方向が自動昇降制御時に苗植付装置Ａｎを
上昇側に変位させる側（制御感度の敏感側）に操作した
場合に作業装置Ａを上昇させ、苗植付装置Ａｎを下降側
に変位させる側（制御感度の鈍感側）に操作した場合に
作業装置Ａを下降させるよう操作方向が設定されている
ので、操作具を特別に備えずに済み、操作感覚にも違和
感のないものになっている。又、苗植付装置Ａｎに代え
て接地フロートを備えない作業装置Ａを連結した場合に
は下限設定器３６での設定高さより下方に作業装置Ａを
下降をさせることがないので、制御感度設定器３０の誤
操作で作業装置Ａを大きく下降させる側に操作しても作
業装置Ａの下面が苗に接触することがなく、苗の成長に
応じて下限設定器３６を操作することで、作業装置Ａの
下降限界を任意に設定し得るものとなっている。

【００２８】〔別実施形態〕本発明は上記実施例以外
に、例えば、図９に示すように、制御動作を設定するこ
とも可能であり、この制御では、リンク機構９の後端に
備えた判別スイッチ４４によって、リンク機構９に連結
された作業装置Ａの種類を判別し（＃２０１ステッ
プ）、ＯＮ状態の場合、つまり、苗植付装置Ａｎが連結
されている場合には、前述の制御動作と同様に強制昇降
制御、手動昇降制御を可能にすると共に、自動昇降制御
を可能にするものであり（＃２０２〜＃２０７ステッ
プ）、又、判別スイッチ４４がＯＦＦ状態の場合、つま
り、防除装置Ａｂ等の非接地状態で作業が行われる作業
装置が連結されている場合には、前述の制御動作と同様
に、制御感度設定器３０からの信号値を防除装置Ａｂの
対機体目標高さに設定し、又、下限設定器３６からの信
号を入力して防除装置Ａｂの下降限界高さを圃場面から
離間した高さに設定し、リンクセンサ３７の信号を入力
してフィードバック型の昇降制御を行う（＃２０８〜＃
２１２ステップ）ものとなっている。尚、この別実施の
形態では請求項３に記載したように、判別スイッチ４４
と、制御動作の＃２０１ステップで制御モード切換手段
Ｅが構成されている。

【００２９】

【発明の効果】従って、接地フロートを圃場に接触させ
た状態で作業装置を昇降させる制御モードと、走行機体
を基準として作業装置を昇降させる制御モードとに切換
え得ると共に、夫々の制御モードにおいて操作感覚を変
化させることのない作業車が合理的に構成された（請求
項１）。又、走行機体を基準として作業装置を昇降させ
る制御モードでは作業者が特別な操作を行わずとも作業
装置の下降限界を合理的に設定して作業装置と苗との接
触を回避しうるものとなり（請求項２）、又、作業者が
特別の操作を行わなくとも夫々の制御モードの切換を合
理的に行えるものとなった（請求項３）。

【００３０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の全体側面図

【図２】切換レバーを示す側面図

【図３】昇降レバーの操作経路を示す平面図

【図４】コントロールボックスの平面図

【図５】走行機体に連結した状態の防除装置の側面図

【図６】防除装置の後面図

【図７】制御系のブロック回路図

【図８】制御動作のフローチャート

【図９】別実施の形態の制御動作のフローチャート

【符号の説明】

３ 走行機体 ８ アクチュエータ ２０ 接地フロート ３０ 設定器 ３７ 高さセンサ ４０ フロートセンサ ４４ 検出機構 ４５ 制御装置 Ａ 作業装置 Ｅ 制御モード切換手段 Ｆ 制御限界切換手段 Ｓ 圃場面 Ｙ 軸芯

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体（３）にアクチュエータ（８）
   の駆動で昇降自在に備えた作業装置（Ａ）に接地フロー
   ト（２０）を横向き姿勢の軸芯（Ｙ）周りで揺動自在に
   備え、この接地フロート（２０）の揺動姿勢を検出する
   フロートセンサ（４０）の検出結果を、設定器（３０）
   で設定された設定値に維持するようアクチュエータ
   （８）を駆動して作業装置（Ａ）の昇降を行う制御装置
   （４５）を備えた水田作業機であって、 走行機体（３）に対する作業装置（Ａ）の高さを計測す
   る高さセンサ（３７）を備えると共に、この検出結果
   が、前記設定器（３０）で設定された設定値に達するま
   で前記制御装置（４５）を介してアクチュエータ（８）
   を駆動して作業装置の昇降を行う制御モード切換手段
   （Ｅ）を備えている水田作業機。
2. 【請求項２】 前記制御モード切換手段（Ｅ）による制
   御モードの切換時における作業装置（Ａ）の対機体高さ
   の下限が圃場面（Ｓ）から離間するよう制御モード切換
   前における下限より高く設定する制御限界切換手段
   （Ｆ）を備えている請求項１記載の水田作業機。
3. 【請求項３】 前記制御モード切換手段（Ｅ）が、前記
   走行機体（３）に対する作業装置（Ａ）の取換えを検出
   する検出機構（４４）を備えて構成されて成る請求項１
   記載の水田作業機。