JPS583642B2 - コンバインにおける自動刈高さ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、稲、麦等の穀桿に対し刈取りを自動的に行な
うコンバインにおける刈取り部の高さを制御する装置の
改良に関するものである。

近来、我国の小規模農業に適合する小形のコンバインが
開発され、遂次実用化されつゝあるが、一般に第１図に
側面図を示す構造を有し、コンバイン１０本体前方に分
草カバー２およびバリカン．状の刈取り部３が一体とし
て設けられ、その下方に対地間隔の検出を行ない刈取り
部３の高さを定めるだめの高さセンサ４を備えており、
この高さセンサ４の検出した対地間隔に応じ油圧機構５
を駆動し、分草カバー２および刈取り部３を含む先端部
全体の高さを制御している。

なお、先端部の高さは制御時のハンチング現象、動作の
急激化による各部の損傷、制御作用の不安定等を回避す
るため、後述の制御装置によりパルス的制御すなわちス
テップ状の制御を行なっている。

ところが、つぎの様な場合前述のステップ状制御では不
都合を示す欠点を有するものであった。

すなわち、第２図のとおり圃場１１のコーナ１２では矢
印１３で示す方向から１４の方向ヘターンする必要が生
じ、この際にはまず１５の方向へカーブを切ったうえ、
１６の方向へ後退し、ついで１４の方向へ前進する。

したがって、この場合第１図のクローラ６により圃場周
辺が攪乱され凹凸を生じ易く、コンバイン１の姿勢に第
３図のとおり大きく動揺を来し、ときには分草カバ−２
および刈取り部３を大地へ突込み、これらの部分を破損
するおそれがあった。

なお、第３図Ａは第２図の１６から１４へ前進を開始す
る直前、Ｂは大地の凸部２１へ乗り上げた瞬間、Ｃは凸
部２１を乗り越えて分草カバ−２を大地へ突込んだ瞬間
を示し、Ａでは高さセンサ４が大地より離れ対地間隔大
を検出して、先端部の高さを小とする制御を行なってお
り、Ｂにおいて穀桿２２の茎に対し好適な高さで刈取り
を開始するが、水平大地における好適な高さよりも先端
部が下降している。

Ｃのときには高さセンサ４が対地間隔小を検出しても、
Ｂにおける先端部の過剰下降と相まって先端部の高さを
大とする制御が間に合わず、分草カバ−２を大地へ突込
んでいる。

以上のとおり、従来のスアツプ状制御では安定な制御の
行なえる利点があっても、速応性に欠け、特に大地の凹
凸に対し不都合を来す大きな欠陥を有していた。

本発明は、従来のか５る欠陥を一挙に解決する目的を有
し、上述のコンバインにおける自動刈高さ制御装置にお
いて、刈取り部の高さを定めるだめの高さセンサが異常
に少い対地間隔を検出したとき、前記刈取り部を含む先
端部の高さを犬とする方向へ、連続的に制御する制御回
路を設けたことを特徴とし、大地の凹凸があっても速や
かに先端部を上昇させ、大地への突込みによる分草カバ
ー等の破損を未然に阻止する極めて有効な、コンバイン
における自動刈高さ制御装置を提供するものである。

以下、実施例を示す第４図以降により本発明の詳細を説
明する。

第４図は高さセンサ４の側面図を示し、コード３１の導
出されたスイッチボックス３２の側方より、アクチェー
タ３３が常時大地３４の方向へ付勢され回動自在に突出
しており、対地間隔Ｇが正常なときは回転角θｎの範囲
にあり、対地間隔Ｇが大となったときには回転角θｄ、
対地間隔Ｇが小のときには回転角θｕとなり、更に、対
地間隔Ｇが回転角θｕを越えて異常に少なくなれば回転
角θｅの範囲になり、これらの各回転角に対応してスイ
ッチボックス３２内へ設けた後述のスイッチが作動し、
先端部上昇または下降の信号を送出する。

たゞし、回転角θｎの範囲ではいずれのスイッチも作動
せず信号の送出が行なわれない。

まだ、スイッチとアクチェータ３３との間には所定のカ
ム機構が介在しており、後述のとおりにスイッチが作動
するものとなっている。

第５図は高さセンサ４および電子回路によるコントロー
ルユニツトＣＴＵならびに油圧機構５のバルプ駆動用の
ソレノイドＳＯＬ−Ｕ，ＳＯＬ−Ｄを含む自動刈高さ制
御装置のブロツク図を示し、高さセンサ４内のスイッチ
Ｋｕ，Ｋｄのオン、オフにより与えられる信号に基づき
、コントロールユニットＣＴＵがソレノイドＳＯＬ−Ｕ
またはＳＯＬ−Ｄへ電流を通じ、ソレノイドＳＯＬ−Ｕ
へ通電したとき先端部上昇、ソレノイドＳＱＬ−Ｄへの
通電では先端部下降となり、いずれも電源Ｂから所定の
電流が通ずるものとなっている。

また、スイッチＳＷは手動により先端部の高さを制御す
るものであり、スイッチＡＣＨは高さセンサ４からの信
号で動作するか否かを定めるだめの自動制御用スイッチ
である。

第６図はコントロールユニツトＣＴＵ内の電子回路を示
す回路図であり、破線で囲った範囲内が本発明による連
続制御回路であるが、順序として従来の間欠的制御につ
いて初めに説明する。

まず、スイッチＡＣＨをオンとした後、スイツチＳＷを
ＮからＤへ倒すと、インバータ■Ｖ１の入力が低レベル
（以下“Ｌ”）、その出力は高レベル（以下“Ｈ”）と
なり、トランジスタＱ１、Ｑ２がオンとなって下降出力
ＨＳＤをアースする。

したがって、第５図のソレノイドＳＯＬ−Ｄへ通電し先
端部が急速に下降する。

なお、刈取り部３が非作業位置にあるときは高さセンサ
４のアクチェータ３３が回転角θｄの範囲にあり、スイ
ッチＫｄがオンとなっている。

また、インバータＩＶ１の出力は同時にフリップフロッ
プ回路ＦＦ１をセットし、スイッチＳＷをＮへ戻しても
トランジスタＱ１、Ｑ２はフリツプフロツプ回路ＦＦ１
の出力によりオンの状態を維持するため、先端部の下降
動作を継続する。

先端部の下降により高さセンサ４のアクチェータ３３が
大地３４へ接し、回転角θｎの範囲へ回動すると、スイ
ッチＫｄがオフとなり、これによってインバータ■■２
の入力は“Ｈ”となりその出力が“Ｌ”へ転じ、ＮＯＲ
ゲートＲ１は両入力とも“Ｌ”のためその出力が“Ｈ”
となる。

この結果、フリツプフロツプ回路ＦＦ２がセットされ、
その出力によりトランジスタＱ３、Ｑ４がオンとなって
出力ＤＨを生じ、第５図のランプＰＬを点じて自動刈高
さ制御回路が動作状態に入ったことを表示する。

また、フリツプフロツプ回路ＦＦ２の出力によりフリツ
プフロツプ回路ＦＦ１がリセットされ、トランジスタＱ
１，Ｑ２がオフとなって下降出力ＨＳＤがオフされるた
め、先端部の下降も停止する。

一方、フリツプフロツプ回路ＦＦ２の他方の出力から“
Ｌ”をＮＯＲゲートＲ２，Ｒ３へ与え、スイッチＫｕ，
ＫｄからトランジスタＱ１，Ｑ５への回路を準備し、自
動刈高さ制御を可能とする。

若し、高さセンサ４が凹地へ入ると、スイッチＫｄがオ
ンとなりＮＡＮＤゲートＡ１およびＮＯＲゲートＲ２に
“Ｌ”が与えられ、ＮＡＮＤゲートＡ１の出力が“Ｈ”
となり、この出力およびＮＡＮＤゲートＡ３の“Ｈ”出
力ならびに抵抗器ｒを介した固定“Ｈ”によりＮＡＮＤ
ゲートＡ２の出力は“Ｌ”となる。

これによってカウンタＣＵＴのリセット端子Ｒのリセッ
ト状態が解除され、カウンタＣＵＴはパルス発生器ＣＰ
Ｇからのクロツクパルスをカウントし、例えば３２個の
パルスをカウントすると出力端子Ｑ６が“Ｈ”となる。

したがって、インバータ■Ｖ３の出力は“Ｌ”となり、
これによってＮＯＲゲートＲ２の入力すべてが“Ｌ”に
なるため、その出力は“Ｈ”となりトランジスタＱ１，
Ｑ２をオンとし、先端部を下降させる。

たソし、カウンタＣＵＴが更に２個のパルスをカウント
すると今度は出力端子Ｑ２が“Ｈ”となり、ＮＡＮＤゲ
ートＡ３０両入力が“Ｈ”となるためその出力は“Ｌ”
となる。

この結果、ＮＡＮＤゲートＮ２の出力が“Ｈ”となりカ
ウンタＣＵＴはリセットされ、出力端子Ｑ２，Ｑ６とも
“Ｌ”になるが、これによってＮ４ＮＤゲー 力が“Ｈ”となり、ＮＡＮＤゲートＡ２の出力は“Ｌ”
になるため、再びリセットが解除されカウンタＣＵＴは
クロツクパルスのカウントを開始する。

以下同様に、スイッチＫｄがオンとなっている間はクロ
ックパルスの３２パルス毎に２パルスの期間のみトラン
ジスタＱ１，Ｑ２がオンとなり、ステップ状の自動下降
が間欠的に行なわれ、先端部が小量づつ下降し、アクチ
ェータ３３が大地３４へ接して後回転角θｎの範囲へ回
動するとスイッチＫｄがオフとなるため、各回路が初期
状態へ戻って停止する。

一方、高さセンサ４が凸地へ入ると、アクチェータ３３
が大地３４に押されて回転角θｕの範囲へ回転しスイッ
チＫｕがオンとなる。

すると、ＮＡＮＤゲートＡ１およびＮＯＲゲートＲ３に
“Ｌ”が与えられ、ＮＡＮＤゲー “Ｈ”となり、これによりＮＡＮＤゲートＮ２は他の入
力も“Ｈ”のためその出力が“Ｌ”となり、カウンタＣ
ＵＴのリセットを解除してクロックパルスのカウントを
開始させる。

カウンタＣＵＴは上述と同様に３２パルスのカウント後
に出力端子Ｑ６を“Ｈ”とし、インバータ■Ｖ３の出力
を“Ｌ”とさせ、これによってＮＯＲゲートＲ３の入力
すべてが“Ｌ”となるためその出力は“Ｈ”となり、ト
ランジスタＱ５，Ｑ６をオンとする。

したがって、上昇出力ＨＳＵがアースされ第５図のソレ
ノイドＳＯＬ−Ｕへ通電し、先端部を上昇させる。

なお、この上昇もスイッチＫｕがオンとなっている間は
、クロツクパルスの３２パルス毎に２パルスの期間のみ
トランジスタＱ５，Ｑ６がオンとなり、ステップ状の自
動上昇が間欠的に行なわれ、対地間隔Ｇの増加によりア
クチェータ３３が回転角θｎの範囲内へ回動するとスイ
ッチＫｕがオフとなるため、各回路が復旧して上昇も停
止する。

つぎに、刈取作業終了後コンバイン１を移動させる際、
先端部を非作業位置まで上昇させるには、スイッチＳＷ
をＮからＵへ倒す。

すると、インバータＩＶ４の入力が“Ｌ”となりその出
力は“Ｈ”となるため、トランジスタＱ５，Ｑ６がオン
となり先端部は連続的に急速上昇する。

また、同時にＮＡＮＤゲートＡ４の一方の入力にも“Ｌ
”を与えてその出力を“Ｈ”とし、これによってフリツ
プフロツプ回路ＦＦ２をリセットするため、トランジス
タＱ３，Ｑ４がオフとなり、出力ＤＨへ接続されたラン
プＰＬが消灯し、自動刈高さ制御の解除を報知する。

以上のとおり、自動刈高さ制御装置は動作し、ステップ
状の上昇、下降が高さセンサ４の対地間隔検出によって
行なわれる。

これに対し、本発明では第４図の回転角θｅとなったと
きに、スイッチボックス３２内のカム機構により第６図
のスイッチＫｕ，Ｋｄの双方が同時にオンとなるものと
なっており、破線内のＮＯＲゲートＲ４の両入力を“Ｌ
”とし、その“Ｈ”出力をトランジスタＱ５，Ｑ６へ与
えてこれをオンとし、両スイッチＫｕ，Ｋｄがオンの間
はソレノイドＳＯＬ−Ｕへ強制的に通電し、刈取り部３
を含む先端部の高さを大とする方向、すなわち上昇方向
へ連続的に制御して、速やかに先端部を上昇させる。

したがって、第３図Ｃの様な姿勢となり高さセンサ４が
異常に少ない対地間隔Ｇを検出すれば、直ちに先端部が
上昇するため、第３図Ｃの状態に陥り分草カバ−２およ
び刈取り部３を損することが絶対になくなる。

なお、高さセンサ４としてはスイッチＫｕ，Ｋｄをカム
機構により同時にオンとするほか、第３のスイッチを設
けアクチェータ３３が回転角θｅとなったときにこれを
オンとし、直接第６図のトランジスタＱ５，θ６へ順方
向のバイアスを与えるものとしてもよく、高さセンサ４
ならびに制御回路の構成は種々選定して用いることがで
きる。

以上の説明により明らかなとおり本発明によれば、大地
面の凹凸により分草カバーおよび刈取り部を大地へ突込
むおそれが全くなくなり、常に安全な状態で刈取り作業
がなされるため、コンバインの無人運転上多大の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンバインの一例を示す側面図、第２図は圃場
コーナでの方向転換運動を示す図、第３図は大地の凹凸
によるコンバインの姿勢変化を示す図、第４図以降は本
発明の実施例を示し、第４図は高さセンサの側面図、第
５図は自動刈高さ制御装置のブロック図、第６図は第５
図におけるコントロールユニットの電子回路を示す回路
図である。 １・・・・・・コンバイン、３・・・・・・刈取り部、
４・・・・・・高さセンサ、５・・・・・・油圧機構、
３２・・・・・・スイッチボックス、３３・・・・・・
アクチェータ、Ｇ・・・・・・対地間隔、ＣＴＵ・・・
・・・コントロールユニット、ＳＱＬ−Ｕ，ＳＱＬ−Ｄ
・・・・・・ソレノイド、Ｋｕ，Ｋｄ・・・・・・スイ
ッチ、Ｒ４・・・・・・ＮＯＲゲート、Ｑ５ ，Ｑｅ
・・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 自動的に穀桿の刈取りを行なうコンバインにおける
   刈取り部の高さを間欠的に制御する自動刈高さ制御装置
   において、前記刈取り部の高さを定めるだめの高さセン
   サが異常に少ない対地間隔を検出したとき、前記刈取り
   部を含む先端部の高さを犬とする方向へ連続的に制御す
   る制御回路を設けたことを特徴とするコンバインにおけ
   る自動刈高さ制御装置。