JPS5899801A - 農業機械の自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンバイン、トラクタ、田植機等の自動制御
装置に係り、特に、制御の安定性と、制御精度の向上を
一挙に図らんとする制御装置に関するものである。

コンバインは、従来より、自動扱深さ調節装置、自動走
行装置、自動刈高さ調節装置、自動車速制御装置、その
他の自動制御装置を１又は２以上具備し、これらによっ
て円滑且つ確実な収一作業を行っているが、かかる自動
制御においては、制御の安定化を図るために、各物思量
の制御領域に不感帯を設け、過敏な制御によるノ・ンチ
ングを防止している。

そして、従来この不感帯の嘱は、一定とされているが、
コンバインの場合、収穫対象が場等のような農産物で、
その生育条件や作置条件、雑草等の混入等によシ、制御
装置に入力する信号のノ（ラツキが大きく、不感帯の―
は簡単には決定することができない。　しかし、そのた
めに不感帯の−を６まシ広く決定した場合には、ハンチ
ング等は防止されて制−′は安定化するが、制御値その
もののバラツキが大きくな〕、制御精度が着るしく低下
する。　コンバイン以外の農作業機械（例えばトラクタ
、田植機等）についても同様の問題点を包蔵している。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであって、制
御される物塩量が不感帯から逸脱する頻度を計数し、こ
の頻度に応じて不感帯の範囲を変化させることくより、
穀物の生育条件等によってバラツキが〆きく、従って上
記頻度が高い場合には不感帯の範囲を広げて制御の安定
化を図シ、逆に頻度が低い、即ちバラツキが小さい場合
には不感帯の範囲金狭くして、ＩＩＩ制御の高精度化を
図らんとするものであ夛、その要旨とする拠が、制御す
べき物理量が所定の不感帯の範囲から逸脱し走時、同物
理量を不感帯の範囲内に戻すように自動制御しつつ自走
するコンバイン等の農業機械において、上記物理量が不
感帯から逸脱する頻度をｔｔａし、この頻度に応じて不
感帯の範囲を変化させる如くなした点にある農業機械の
自動１１１ｊｌｌｌ城置を提供するものである。

続いて、添付し九図面を参照しつつ、本発明をコンバイ
ンに適用した実施例について詳しく説明する。　ここに
第１図は、本発明の基礎となるコンバイン全体の斜視図
、第２図は、本発明の一実施例である自動操向装置の回
路図、第３図は同装置における分草板と０操センサの関
係を示す概路上−図である。

第１図に示す如く、コンバイン（１）は、左右一対のク
ローラＬ２１によって圃場内を走行し、機台前方に植立
した穀稈（３）、（３）、・・・を上昇運動するメイン
（４１，１４）で挾んで引き起しつつその根元をカッタ
ー（団によって切断し、たて搬送チェーン（６１によっ
て把持し横方向に寝かせつつ上部の脱穀装置＋７）の方
向へ移送する０　脱穀装置入口部（８）近傍まで移送さ
れ一＃：、殻桿は、脱穀装置側部を走行するフィードチ
ェーン（９）に受は継がれ、フィードチェーン＋９１に
運ばれて、その穂先部が脱穀装置（７）内を通過し、脱
ａ装置（７）円で回転する扱胴によって脱穀される０　
（至）は運転者が座る塊ａ部である。

以下、本発１Ｊｉｔ−コンバインの走行方向を自ｌｌｈ
制御する自動操向装置に適用した実施例について説明す
る。

コンバインの走行方向の制御は、第１図及び第３図に示
した分草杆止部に堰シ付けた自操セ／す＠の回動角度と
いう物理量に応じて行われる。

即ち第３−図に示すように、矢印ａ３方向への機台の走
行に伴って穀稈１３）がセンサ＠に当接し、センサ（至
）が矢印０番の方向へ回動すＺカ≦、機台が穀稈Ｌ３）
Ｋ対して必要以上に左へ偏った位置を走行しているとセ
ンナ叫の回動角度は小さく、逆に右に偏って走行すると
、セ／すは大きく回動する。　そして、これらのコンバ
インの位置の偏りを修正するため、クローラ（２）又は
（２Ｙを断続的に停止させて走行方向の調節を行う。　
進行方向に向って右側（又は左側）のクローラｔ２）（
又ａ　（２）’　）を停止させるとコンバインは右方間
（又は左方向）へ走行することになる。　このような自
動操向装置において、０操センサ＠の作動頻度に応じて
巨像センサの不感帯の範囲を変化させるために、第３図
示の回路を用いる。

第２図において、（至）、１２９．（２）は電源１１１
に直列に投入したキースイッチ、自動スイッチ、脱穀ス
イッチである。　検出回路傭はポテンショメータ等角度
に応じて抵抗値が変化する。　脱穀スイッチ（２）に直
列接続された抵抗（ｉＬｌ　）は、更に可変抵抗（艮２
）及び抵抗（λ３）と直列に接続され、抵抗（ｉｔ’ｓ
）は接地されている。　脱穀スイッチｄηに接続された
パルス回路面の出力端は、２人力のＡＮＤゲート回路の
及び−に夫々接続されている。　また、ポテンショメー
タ等角度の可変抵抗ｊと抵抗−の閾よシ取シ出された電
気１ｄ号Ｖｘは比較器−の測定電圧入力端（至）と、比
較器（至）の標準電圧入力端（至）に入力されており、
比較ｔ＃ａｃ）１１準電圧入力端凶は、抵抗（ＩＬＬ）
と可変抵抗（爬２）のｌ！ｌに、ま九比紋器＠の測定電
圧入力！（至）は、可変抵抗（ｌｔ２）と抵抗（ｉＬ３
）との間に夫々接続されている。　そして各比較器−及
び＠の出力４＠及び（２）は、でれぞれアンドゲート乃
及びのの各入力端に接続されていると共に、同時に積分
回路（至）にも接続されているうアンドゲート（２）又
はΩは、スイッチング回路（至）又は（至）を介して左
行コイル（至）又は右行コイル面を励磁する。　左行コ
イル（至）又は右行コイル面は、夫々左側又は右側のク
ローラを停止させて、コンバインを左旋回又は右旋回さ
せるための電磁クラッチを作動させるためのものである
。　上記積分回路（至）は、比較器（ハ）及び＠からの
出力パルスの回数の合計を積算し、一定周期毎にその周
期中に入力し九パルス数に比例した電圧を出力するもの
で、その出力端（至）は、比較器（至）の測定電圧入力
４−及び比較器−の標準電圧入力端一に接続されている
。　又比較器（至）の標準電圧入力端−及び比較器−の
測置電圧入力端−には、直列に挿入された抵抗（ｒｌ）
、（ｒ２）、（ｒ３）によって一義的に決定式れる標準
電圧ｖＳ１及び測定電圧”Ｉ　ｍ　２が印加されている
。

上記比較器（至）（又はＵ）の出力端は、リレー−（又
はａ）を作動させるスイッチング回路（ロ）（又は−）
に接続さｎておプ、これらのリレー−及び−の接点−及
び団は、夫々電源ライン６υとサーボモータ（ハ）の間
に挿入されておシ、接点団が閉じるとサーボモータ（ロ
）が正転し、接点−が閉じるとサーボモータ（ハ）が逆
転する。：）　　サーボモーターの駆動軸は、前記可変
抵抗（ｉＬ２）のスライダ關に連結され、サーボモータ
轡が正転するとスライダーが矢印−の方向に回動して可
変抵抗（Ｒ２）の抵抗値が増大し、比較器（２）又は（
財）が出力する基準となる電圧ＶｓｌとＶｌｌの幅、即
ち不感帯の範囲が広くなる。

続いて上記実施例の作動について説明する。

電源ライン６υに設けた３個のスイッチ叩、ｕｅ、αη
を投入してコンバインが走行中に、右側に偏って走行し
九場合を考える。　コンバインが右へ偏りすぎると、第
３図示のように穀稈（３）の接触によシ自操センサ（至
）が大きく回動するので、可変抵抗霞の抵抗値が増大′
する。　従って、比較器−及び１に入力式れる電圧Ｖｘ
が低下する。　一方比較器一の標準電圧入力端（２）及
び、比較″ａ＠の測定電圧入力端−には、抵抗（ＩＬＩ
）、可Ｒａ抗（Ｒ２）、抵抗（ｉｓ）の各抵抗値によシ
決定される砿準電圧（Ｖｓ　ｌ）及び測定電圧（Ｖｓｚ
）が印加されておｌ）、Ｖｓｌ（Ｖｓ２であるから、電
圧■！が上記のように低下して（コンバインが右へ偏ブ
て）、Ｖｌｌよシ小さくなると、比較器側の出力が高レ
ベルとなり、この信号とパルス回路（２）からのパルス
信号とがＡＮＤゲート（２）に入力され、スイッチング
回路（至）を介して左行コイル（至）が断続的に作動さ
れて、コンバインが左方向へ旋回走行する。　このよう
な機台の左行によシ、センサ（２）の回動角度が減少し
、やがて電圧Ｖｘが上昇するため比較器の出力が停止す
る。

機台が左へ偏りすぎた場合には、逆にセンサ＠の回動角
度が過少となシ、電圧Ｖｘが大きくなって比較器＠が作
動して右行コイル（至）が励磁され、機台が右旋回する
。　このように電圧Ｖｘが電圧ＶＩＡとＶｓ２の範囲を
逸脱すると機台の旋回が行われ、逆に電圧Ｖ！がＶｓｌ
とＶｓＱの間にあれは左右のクローラが等速で（ロ）転
し、機普が直進するので、このような電圧ｖｓｌとＶｓ
２の間の領域、乃至はこのような電圧を生成するセンサ
の同転角度範囲を不感帯と称す。　しかし、るる一定時
間内のコンバインの右又は左旋回する頻度がめｔｎ多す
ぎると制御が追従しきれなくなシ、ハンチングを起す。

これは、作動頻度に対して不感帯の幅が狭すぎることに
よシ生じるもので、このような場合には不感帯の幅を広
げる必要がある。

そのため、両比較器−及び＠からの出力パルスは積分回
路（至）に入力され、両パルスの合計数に比例した電圧
ｖｘが比較器（至）及び曲に印加される。

どの印加電圧マ８が比較器−に入力された測定電圧マ、
２よシ大きくなる（作動頻度が一定回数を超える）と、
比較器（２）の出力が高レベルとなシ″、スイッチング
回路−、リレー−が作動して接点−が閉じサーボモータ
的か正転し、可変抵抗（λ２）の抵抗値が増大し、比較
器−１面の作動基準となる電圧Ｖｓｌが減少、Ｖｓ２が
増大するので、不感帯の幅が広がシ、ハンチングが防止
される。　又逆に、作動頻度が下＠回数以下となると、
電圧マエがマ、□より小さくなシ、比較器（至）からの
出力によシサーボモータ（ハ）が逆転し、不感帯の範囲
が狭められ、制御の精度が向上する。

上記の実施例は、コンバインの自動操向装置に本発明を
適用した場合につ艷て述べたが、本発明はこれに限らず
、自動刈高さ調節装置、自動扱深さ調節装置、車速調整
装置等についても適用可能である。

例えば、自動刈高さ調節装置の場合には、第１図に示す
ハイドセンサ６ｇ）Ｋよって刈取部（至）と地表面との
間隙を検出し、地表面の上下変化に応じて刈取部を上下
動させ、刈高さを一定に揃えるものであるが、この場合
のハイドセンナの原理は前記実施例に示した自機センサ
ーのそれと同様で、地表に接触するハイド七／すの回動
角度によって刈高さを調節する。

従って、第２図に示したポテンショメータα窃の可変抵
抗Ａをハイド七／すに連結し、左行、右行のコイル（至
）、−を、刈取部５！９を上下動させる油圧シリンダ作
動用の電磁バルブのコイルに置も換えれは、この回路に
よって刈高さ調節の不感帯幅を、作動頻度に応じて変化
させることができる。

自動扱深さ調節装置は、第４図に示す如く、脱穀装置（
７）の入口部（８）に、Ｍセンサ（ロ）及びＨセンサ（
へ）を設けて、たて搬送チェーン（６）によって入口部
（８）に搬送されて来た殻稈（アの脱穀装置（７）への
挿入長を調節するものであり、Ｈセンナに）が感知すれ
ば深扱き状態を、またＭセンサ台が感知しなければ浅扱
き状態を示す。　従って、深扱き時には、たて搬送チェ
ーン田）を矢印（へ）の方向へ、浅扱き時には、たて搬
送チェーン（６）を矢印（イ）の方向へ回動させ、穂先
、がＨセンサとＭセンすの間に来るように調節する。　
Ｈセンサ■がＯＦＦで、Ｍセンサー）がＯＮの状態、即
ち穂先がＨセンサＭセンサの間にある状態では、たて搬
送チェーン（６）は回動されない。　即ち、Ｍセンサ（
ハ）とＨセンサ（へ）の間の領域Ｃ）が不感帯であり、
ＨセンすとＭセンサの作動頻度があまシに大きい場合に
は、やはシハンチングを起す虞れがあるので、例えばＨ
センサ（へ）を不感帯を広げる方向、即ち矢印（至）の
方向へ移動する必要がある。　この場合、第５図に示す
ようにＨセンナ轡のホルダーにネジローラ（至）を螺合
し、このネジローラーをサーボモータ絆によって回転さ
せて、Ｈセンサ■を矢印げの方向へ移動させる如くなし
てもよい。　サーボモータの駆動は、Ｈセンサ■及びＭ
センサ搏の作動回数を積分して、単位時間ｊりの積分値
（頻度）が、−室以上又は、一定板下となった時に行わ
れる。　この場合の制御回路としては、第２図示の回路
において、比較器（２）及び（至）からの出力をＨセン
サ及びＭセン−サからの信号と置き換えると共に、コイ
ル（至）、（至）を九て搬送チェーン迅）を回動させる
油圧シリング（至）を作動させる電磁パルプに、またサ
ーボモータ輔をサーボモータ韓に置きかえることによっ
て実現される。　脱穀装置入口部に設けた殻稈検出セン
サ■は、穀稈が搬送状ＪＩＫあることを検出するもので
、えて搬送チェーン部（６）に設けてもよい。

更に、本発明を、扱胴の負荷に応じて車速を制御する装
置に適用し九場合について説明する。

通常の車速制御は、扱胴の負荷が増大して回転数が一定
値以下になったときには、車速を低下させて扱胴への穀
稈の供給量を減少させ、負荷の低下を図ることによシ、
三番ロスの減少、エンジンの燃費の向上等を達成するも
のである。　従って予め定められた扱胴回転数の上下限
の間が不感帯である。　このような不感帯の幅を作動頻
度に応じて変化させるための回路としては、第２図にお
いてボテンシミメータ（至）を省略し、比較器（至）及
び（至）に扱胴回転数に応じた電圧レベルの信号を投入
すると共に、コイル（至）及び（支）を変速レバーの位
置を変えるソレノイドや、サーボモータ等と置き換える
ことによシ夾現される。

更にまた本発明は、トラクタや田植機の自動操向装置等
にも適用可能であることは言うまでもないＯ 以上述べた実施例においては、自動扱深さ関節の場合を
除いて、不感帯を上限及び下限の両方の方向へ拡大させ
る場合について述べたが、上限と下限を別々に制御する
ことによって精度の向上を図ってもよい。　例えは、第
２図示の例では、比較器−及び（至）の基準電圧を定め
る抵抗を成立に割御しうる可変抵抗となすと共に、それ
ぞれ別個のサーボモータによって抵抗ｓｉｔ変化させ、
各サーボモータを各比較器−又は−からの信号の積分値
によって別個に作動させることも考えられる。

本発明は、以上述べ九制御すべき、０操センサの回動角
度、ハイドセンサの回動角度、穂先の挿入長、扱胴の回
転数等の物理量が所定の不感帯の範囲から逸脱した時、
同物理量を不感帯の範囲内に戻すように自動制御しつつ
自走するコンバイン等の農業機械において、上記物理量
が不感帯から逸脱する頻度を計数し、ζＯｓ度に応じて
不感帯の範囲を変化させる如くなしたものであるから、
自動制御装置の作動頻度が大きい場合にもハンチング等
を生じることがなく、正常頻度の場合には、頻度に応じ
て不感帯の−が狭くなるので、制御精度が着るしく向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基礎となる農業機械の一例であるコ
ンバイン全体Ｏｆｌ＋視図、落２図は、本発明の一実施
例である自勅操肉装置の回路図、第３図は、同装置にお
ける分草板と白縁センサの関係を示す概略正面図、５１
４図は、脱穀装置の概略正面図、第５図は、扱深さ調節
に用いるＨ％Ｍセンサの概略正面図である。 （符号の説明） １９・・・検出回路（ポテンショメータ）、２０・・・
可変抵抗、　Ｒ２・・・可変抵抗、　２５．２７・・・
比較器、３３・・・積分回路、　３６．３７・・・左行
、右行コイル、Ｍ・・・サーボモータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、制御すべき物理量が所定の不感帯の範囲から逸脱し
   た時、同物理量を不感帯の範囲内に戻すように自動−一
   しつつ自走する農業機械において、上記物塩量が不感帯
   から逸脱する頻度を計数し、この頻度に応じて不感帯の
   範囲を変化させる如くなしたことを特徴とする農業機械
   の自動制御装置。