JPS60743Y2 - 移植機における自動操向制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は田植機等の移植機において、機体を直進させて
、苗を直線列状に植付けることを可能とする自動操向制
御装置に関する。

田植機等の移植機においては、苗を整然と直線列状に植
付けることが、苗の生育の均一化、収穫作業の機械化等
にとって極めて重要である。

而して機体が直進するように自動操向を行わせる装置は
従来から種々提案されているが、操向制御のための基本
情報としては一般に植付済の苗と機体との相対的位置関
係を検出してこれを利用するようにしている。

そして前記位置関係を検出するためのセンサは苗列の左
右に位置するように機体に取付けられ、機体が左右いず
れかに偏進した場合に左右いずれかのセンサが苗列中の
苗に圧接してこれが作動したときに所定方向へ機体が進
行方向を修正させるための制御信号を発生するようにし
ている。

ところが稲苗をはじめ移植対象となる苗は小さく且つ軟
弱であるので、これにセンサが接触したとしてもセンサ
が苗によって確実には圧接されず、そのために操向ミス
が発生し、実用化には至っていないのが実情である。

本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、機
体と苗列との相対的位置の検出を非接触的に行う構造と
することにより、確実な操向を可能とした移植機の自動
操向制御装置の提供を目的とし、以下に乗用田植機にお
ける実施例を示す図面に基いて詳述する。

第１図は本考案に係る自動操向制御装置（以下本案装置
という）を搭載した乗用田植機の左側面図であって、１
は前部フレーム２に装着された前輪、３は後部フレーム
４に装着された後輪、５は前部フレーム２に取付けられ
たステアリング装置、６は前輪１の前方に位置するよう
に前部フレームに取付けられた苗植装置を夫々示してい
る。

動力装置７は後部フレーム４に搭載されており、その回
転はディファレンシャルギヤを含む伝導装置を介して左
右各一対の前輪１及び後輪３に伝達され、４輪駆動によ
る機体走行が行われ、この走行の速度に同期するように
して苗植装置６が動作して水田に複数列の苗を植付ける
ようになっている。

前部フレーム２と後部フレーム４とは夫々の後端部及び
前端部においてピン８，９を用いて水平回動し得るよう
に連結されており、ステアリング装置５の舵輪５ａを左
又は右へ回転させるとピットマンアーム１０が前方又は
後方へ回動し、一端を該ピットマンアーム１０に連結さ
れ、他端を後部フレーム４に連結されたロッド１５が前
方又は後方へ駆動され、後部フレーム４は前部フレーム
２に対して折曲がるように水平回動し、舵輪５ａの回転
方向及び回転角度に従ってその折曲方向及び折曲角度が
定まり、この折曲方向及び折曲角度に従って機体は左右
いずれかの方向に前記折曲角度に対応する角度だけ進行
方向を変じるように操向が行われるようになっている。

なお前記フレーム２と後部フレーム４との折曲によって
伝動が損われないように伝動軸１１，１２の中途にはバ
ーフィールド型自在継手１３，１４を設けている。

次に本考案の要部であるセンサ２０は前部フレーム２と
苗植装置６とを連結する左右一対のロアーリンクのうち
、左側のロアーリンク１６に、機体の左側外方に適長突
出するように取付けられている。

このセンサ２０は第２図に示すように夫々各１個の投光
器２１ａ、２２ａ及び受光器２１ｂ、２２ｂからなる２
組のフォトインタラプタ２１．２２で構成されている。

前記投光器２１ａ。２２ａ及び受光器２１ｂ、２２ｂの
取付高さ位置は、いずれも第１図に示した如く機体を水
田中に位置させた場合に水面より僅かに高くなるように
、すなわち投光器２１ａ、２２ａ夫々から発せられる光
ビームｐ３． ｐ２を苗ｑの水面上にある株元部分が遮
り得る高さにしている。

而して上記フォトインタラプタ２１，２２の平面的配置
は第２図に示すように光ビームＰ１．Ｐ２が夫々の通過
経路の略中央で交差するようにしている。

すなわち図中白抜矢符は機体進行方向を示しているが、
投光器２１ａは左前に、投光器２２ａは左後に、また受
光器２１ｂは右後に、受光器２１ｂは右前に配設腰投光
器２１ａと受光器２１ｂとが対向し、また投光器２２ａ
と受光器２２ｂとが対向するようにしている。

更に、このセンサ２０は前行程において植付けられた苗
で形成される最外側の、すなわち未植側の苗列Ｑの列中
心にその中心位置、すなわち光ビームＰ１．Ｐ２の交点
部分が位置するように取付けられている。

受光器２１ｂ又は２２ｂは光ビームＰ１又はＰ２を受光
している場合には出力信号に変化はないが、光ビームＰ
１又はＰ２が苗列Ｑを構成する各苗ｑによって遮られた
場合には第２図に示す如く矩形波パルス状の検出信号Ｒ
□又はＲ２を出力する。

この検出信号Ｒ１゜Ｒ２は前記フレーム２の適宜部位に
設けられた制御回路３０の発生タイミング比較回路３１
に入力されるようになっている。

この発生タイミング比較回路３１は２つのパルス状入力
、すなわち検出信号Ｒ工、Ｒ２の立ち上がり時点間の時
間差を求めて、両者の立ち上り時点の前後関係と、前記
時間差の情報を出力するものである。

ステアリング装置５においては舵輪５ａと一体的に回転
し、その回転を前記ピットマンアーム１０に伝えるステ
アリングシャフト５ｂに自動操向のための被動ギヤ３５
が嵌着されており、またステアリング装置５に近接配置
されたパルスモータ３３の回転軸には駆動ギヤ３４が嵌
着されており、両ギヤ３４，３５は噛合している。

而して制御回路３０において前記発生タイミング比較回
路３１の後段に接続されたモータドライブ回路３２はパ
ルスモータ３３の回転制御のための回路であって、発生
タイミング比較回路３１から出力される信号を受けて次
のようなパルスモータ３３に対する制御を行う。

まず第３図Ａに示すように検出信号Ｒ１とＲ２の発生タ
イミング、すなわち両者の立ち上り時点が一致するか又
は僅かに両立ち上り時点が相前後するような場合は、パ
ルスモータ３３を駆動するためのパルス信号を出力しな
い。

次に第３図Ｂに示すように検出信号Ｒ１がＲ２よりも所
定時間以上早く発生した場合は、ステアリングシャフト
５ｂを左回転させるべくパルスモータ３３を回転駆動す
るためのパルスを、検出信号Ｒ１，Ｒ２の立ち上り時点
の時間差に対応する数だけ出力する。

更に第３図Ｃに示すように検出信号Ｒ１がＲ２よりも所
定時間以上遅く発生した場合は、ステアリングシャフト
５ｂを右回転させるべく、パルスモータ３３を回転駆動
するためのパルスを前記立ち上り時点の時間差に対応す
る数だけ出力する。

成上の如く構成された本案装置を搭載した乗用田植機は
以下のように動作する。

すなわち、まず機体が前行程で形成された最外側の苗列
Ｑに沿って直進する場合は第４図Ａに示すように光ビー
ムＰ１．Ｐ２の交点が各苗ｑの植付位置又は該植付位置
に至近する位置を通過するので、光ビームＰ、、 Ｒ２
の遮光は同時又は略同時的に行われ、受光器２１ｂ、２
２ｂが発する検知信号Ｒ，，Ｒ２のタイミング関係は第
３図Ａに示す如き状態になる。

従ってパルスモータ３３は駆動されず機体は直進を継続
し、またこれに伴って苗列も直線列状に形成されていく
。

次に前輪１又は後輪３が軟弱な水田中で側方へ回動変位
するか、不用意に舵輪５ａを誤回転させるなどして機体
進行方向が右方に偏った場合には、第４図Ｂに示すよう
に機体は苗列Ｑから遠ざかる。

そうすると、機体の走行に伴ってまず光ビームＰ１が遮
光され、所定時間をおいて光ビームＰ２が遮光されるの
で、受光器２１ｂ、２２ｂが夫々発する検知信号Ｒ，，
Ｒ２のタイミング関係は第３図Ｂに示す如き状態になる
。

従ってパルスモータ３３は舵輪５ａを左回転させるよう
に所要量だけ回転腰機体は左方へ進行方向を修正腰機体
は苗列Ｑに沿う直進状態に復帰し、これに伴って苗列も
直線列状に形成されるようになる。

また前同様の原因により機体進行方向が左方に偏った場
合には、第４図Ｃに示すように機体は苗列Ｑに接近する
。

そうすると機体の走行に伴ってまず光ビームＰ２が遮光
され、所定時間をおいて光ビームＰ、が遮光されるので
、受光器２１ｂ、２２ｂが夫々発する検知信号Ｒ１，Ｒ
２のタイミング関係は第３図Ｃに示す如き状態になる。

従ってパルスモータ３３は舵輪５ａを右回転させるよう
に所要量だけ回転し、機体は右方へ進行方向を修正腰機
体は苗列Ｑに沿う直進状態に復帰する。

以上詳述したように、本案装置によれば、センサ２０は
苗に非接触の状態で苗と機体との相対的位置関係を検出
するので、前述したように苗にセンサを接触させて前記
位置関係を検出する従来方式のものに比して、機体を直
進させるための自動操向がより確実に行え、植付苗列の
直線度が向上することは勿論、操向ミスを生じる虞れが
極めて少なくなり、機体が左右に犬きく偏進してセンサ
又は前後輪により苗を傷めることもない。

なおセンサ２０を構成するフォトインタラプタ２１．２
２は前述の配置に限られるものではなく、投光器２１ａ
、２２ａを前方の左右に、受光器２２ｂ、２１ｂを後方
の左右に配置することも可能である。

また光ビームＰ１．Ｐ２は必ずしも交差させる必要はな
く第２図の如く平面図で示した場合に交差している如く
表われるように、すなわち光ビームＰ１が光ビームＰ２
の通過経路のいずれかの部位における上方又は下方の位
置を通過し得るように両フォトインタラプタ２１，２２
を機体に取付けてもよいことは勿論である。

また前述の実施例ではセンサ２０を機体の外側方に取付
けて前行程で植付済の苗列Ｑと機体との相対的位置関係
を検出させるように構成したが、これに替えてセンサを
、その中心位置がいずれかの植付爪６ａの後方に位置す
るように前記フレーム２の下部に取付けて、機体走行に
よって形成されつつある苗列自体と機体との相対的位置
関係を検出することによって操向制御を行うように構成
することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案装置を搭載した乗用田植機の左側面図、第
２図は制御回路のブロック図等と共に示すフォトインタ
ラプタの配置状態を説明するための略示平面図、第３図
Ａ、Ｂ、Ｃは検出信号Ｒ１，Ｒ２の発生状態を示すタイ
ミングチャート、第４図Ａｔ Ｂ＝ Ｃは光ビームと苗
列との位置関係を示す略示平面図である。 １・・・・・・前輪、３・・・・・・後輪、５・・曲ス
テアリング装置、６・・・・・・苗植装置、２０・・・
・・・センサ、２１゜２２・・・・・・フォトインタラ
プタ、２１ａ、２２ａ・・・・・・投光器、２１ｂ、２
２ｂ・・・・・・受光器、３０・・・・・・制御回路、
３１・・・・・・発生タイミング比較回路、３２・・・
・・・モータドライブ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 機体の走行に伴って苗を列状に植付ける移植機における
   自動操向制御装置において、投光器と受光器とからなる
   フォトインタラプタ２組を、夫々の投光器と受光器との
   中間に苗列が位置し、一方のフォトインタラプタの投光
   器から発せられた光ビームＰ、が、他方のフォトインタ
   ラプタの投光器から発せられた光ビームＰ２に交差する
   か、又は光ビー゛ムＰ２の通過経路のいずれかの部位に
   おける上方若しくは下方の位置を通過し得るように、機
   体の適宜部位に取付け、光ビームＰ１．Ｐ２の通過経路
   の中途に苗列が位置した場合に生ずる遮光作用によって
   各受光器から得られる信号の発生タイミングを制御情報
   として機体の操向を行うようにしたことを特徴とする自
   動操向制御装置。