JPS61280208A - 作業機の対地高さセンサ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は作業機の対地作業部材の対地高さを検出するた
めのセンサに関し、更に詳述すれば、たとえば農用作業
機である収穫機の刈取部のような作業機の対地作業部材
の対地高さが常に一定に維持されるように自動的に制御
される自動制御装置における超音波利用の対地高さセン
サに関する。

〔従来技術〕

たとえば農用作業機である収穫機においては、その対地
作業部材である刈取部の前端部が圃面に当接して刈取部
及びその周辺機器が損傷しないように、また殻稈の高刈
りを防止するために刈取部の対地高さく画面に対する高
さ）をセンサにて検出して刈取部が圃面に対して常に一
定の高さを維持するように刈取部を昇降制御する刈高さ
自動調節装置が装備されているものが多い。

このような収穫機の刈高さ自動調節装置の如き作業機の
対地作業部材に使用される対地高さ検出センサとして、
近年では超音波センサが利用される場合が多い。即ち、
収穫機の場合であれば、刈取部に超音波の発信器及び受
信器を取付け、この発信器から発信された超音波の圃面
での反射波を受信器にて受信し、その間の時間を検出す
ることにより、刈取部と圃面との間の距離、即ち刈取部
の対地高さを検出するのである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、各種作業機の対地作業部材、たとえば収穫機
の刈取部、田植機の植付部、トラクターのロータリ等は
埃、泥等が非常に付着し易い。このような問題の解決策
としては超音波センサを対地作業部材の比較的対地高さ
が高い部分に装着することが考えられるが、その場合に
は超音波が対地作業部材自身にも反射されるため、検出
精度の低下等の問題が新しく生じる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
超音波は同一の水晶振動子、磁歪振動子等のトランスデ
ユーサにて発信・受信の両方が可能であること、更に超
音波発信器として使用されるトランスデユーサは、部分
が発信する超音波により常時微細な振動を反復していて
泥等が付着し難い点、等に着目して、超音波の発受信双
方が可能なトランスデユーサを２個用意し、これらの２
個のトランスデユーサそれぞれを発信器及び受信器とし
て適宜間隔にて交互に切換えて使用することにより、超
音波センサの発受信器双方への泥等の付着を防止し得る
作業機の対地高さセンサの提供を目的とする。

本発明は、超音波の発受信を行うトランスデユーサを２
個備え、一方のトランスデユーサから地表面に向けて超
音波を発信し、その地表面での反射波を他方のトランス
デユーサにて受信して対地作業部材の対地高さを検出す
べくなした作業機の対地高さセンサにおいて、前記２個
のトランスデユーサそれぞれを交互に発信器または受信
器として作動させるべき切換え装置を備えたことを特徴
とする。

〔実施例〕

以下本発明を、その実施例を示す図面に基づいて説明す
る。第１図は本発明に係る作業機の対地高さセンサを装
備した作業機である収穫機の模式的外観図、第２図はそ
の略視側面図である。

図において１は走行うローラであり、その上側には運転
席２、脱穀装置３等が搭載されていて、これらにより本
体部８が構成されている。本体部８の前側にはデバイダ
４、刈刃５、引起し装置６等で構成された対地作業部材
である刈取部７が油圧シリンダ９による昇降可能に取付
けられている。

刈取部７における最右側のデバイダ４の取付杆４１には
、刈取部７の対地高さを検出するための超音波センサ１
０が設けられている。３図はそれらを示すための最右側
のデバイダ４周囲の要部斜視図である。

デバイダ４の最右側の取付杆４１における外側部分には
、仕切板３１が立設されており、仕切板３１の外側面上
部には、刈取部７の対地高さを検出するための超音波セ
ンサ１０が取付けられている。この超音波センサ１０は
２個のトランスデユーサ、即ち第１のトランスデユーサ
１１と第２のトランスデユーサ１２を前後方向に並設し
たものであり、両方のトランスデユーサ１１．１２の発
受信面をそれぞれ下方に向けている。そして、一方のト
ランスデユーサ１１（又は、１２）から発せられた超音
波が画面にて反射されて他方のトランスデユーサ１２（
又は、１１）にて受信されるよう構成されている。

ところで、両トランスデユーサ１１．１２の取付杆４１
に対する取付は角度は、第４図（ｂ）に示す如く、実際
の刈取り作業に際して刈取部７の最も適当な対地高さく
標準高さ）Ｈ１具体的には実際の刈取り作業の際に最も
高頻度で使用される刈高さに刈取部７が位置している場
合に、両トランスデユーサ１１．１２の発受信面が圃面
と平行となるように、換言すれば両トランスデユーサ１
１．１２の発受信の指向性の中心（第４図に一点鎖線に
て示す）が圃面と直交する方向となるように設定されて
いる。

従って、刈取部７の対地高さが標準高さＨより低い場合
及び高い場合には、第４図（ａｌ及び（Ｃ１に示す如く
、両トランスデユーサ１１．１２の指向性の中心は圃面
とは直交しないが、刈取部７が標準の刈高さＨにて使用
されるのであれば、直ちに刈高さの調節が自動的に行わ
れて、第４図（ｂｌに示す両トランスデユーサ１１．１
２の指向性の中心が圃面と直交する状態となる。

従って、最も使用頻度の高い刈高さＨにて刈取り作業を
行う場合には、両トランスデユーサ１１゜１２は常に最
良の発受信状態で使用される。

第４図は本発明装置の回路構成を示すブロック図である
。

図において６０はマイクロコンピュータを用いた論理回
路であり、その出力は刈取部７の昇降用の油圧シリンダ
９の制御油圧回路内に設けられた電磁弁２８のソレノイ
ドＳｕ、　Ｓｄに夫々与えられており、ソレノイドＳｏ
が励磁されると刈取部７は上昇され、ソレノイドＳｄが
励磁されると刈取部７は下降される。

さて、トランスデユーサ１１　（又は、１２）に超音波
を発信させるための発振回路６５の発振出力端子は電磁
リレ５０の第１の常閉接点５１ｂ及び第２の常開接点５
２ａの各一端に接続されている。また、電磁リレ５０の
第１の常開接点５１ａ及び第２の常閉接点５２ｂの各一
端は一括してアンプ６２に接続され、このアンプ６２の
出力はフィルタ６１を介して前述の論理回路６０に与え
られている。

一方、電磁リレ５０の第１の常開接点５１ａと第１の常
閉接点５１ｂの各他端は一括されて第１のトランスデユ
ーサ１１に接続されている。また、電磁リレ５０の第２
の常開接点５２ａと第２の常閉接点５２ｂの各他端は一
括されて第２のトランスデユーサ１２に接続されている
。

更に、発振回路６５０発振出力は、発振回路６５の発振
パルス数を計数するためのカウンタ６６にも与えられて
いる。このカウンタ６６は、発振回路６５から出力され
るパルスを計数しており、この計数値が所定数に達する
間、スイッチングトランジスタ６７のベース端子ヘハイ
レベルの信号を、次に計数値が所定数に達するまでの間
はローレベルの信号を交互に出力するように構成されて
いる。

そして、スイッチングトランジスタ６７は、そのベース
端子にハイレベルの信号が与えられた場合に、電磁リレ
５０の励磁コイル５０Ｃが励磁されるように電磁リレ５
０と接続されている。なお、発振回路６５の発振出力は
論理回路６０にも与えられている。

以上の如く構成された本発明装置の動作について以下に
説明する まず最初、論理回路６０による自動刈高さ制御が開始さ
れると、発振回路６５はパルス発振を開始し、そのパル
ス信号を電磁リレ５０の第２の常閉接点５１ｂを介して
第１のトランスデユーサ１１に出力する。

なおこの際、発信回路６５のパルス発信は論理回路６０
及びカウンタ６６にも直接与えられている。

第１のトランスデユーサ１１は与えられたパルス信号を
超音波に変換し、圃面に向けて発信する。

この超音波は第５図に白矢符にて示す如く、圃面にて反
射され、その反射波は第２のトランスデユーサ１２によ
り受信される。このようにして第２のトランスデユーサ
１２に受信さｉた超音波は第２のトランスデユーサ１２
によりパルス信号に変換され、第２の常閉接点５２ｂを
介してアンプ６２に与えられ、フィルタ６１から論理回
路６０に入力される。

論理回路６０は、フィルタ６１を介して入力されるパル
ス信号（圃面からの反射波の信号）と、発信回路６５か
ら直接与えられるパルス信号とを対比し、その時差によ
り刈取部７の画面との距離、即ち対地高さく厳密には両
トランスデユーサ１１．１２の対地高さ）を検出し、そ
の結果に従って電磁弁２８のソレノイドＳｕまたはＳｄ
を励磁し、あるいは両方を消磁して刈取部７の対地高さ
を所定の対地高さになるように８周節する。

さて、時間の経過に伴って発信回路６５からカウンタ６
６に与えられるパルス信号の数は増加するが、これが所
定数に達すると、カウンタ６６はハイレベルの信号を出
力してこれをスイッチングトランジスタ６７に与える。

これにより、スイッチングトランジスタ６７は導通状態
となり、電磁リレ５０の励磁コイル５０Ｇが励磁される
。

このようにして励磁コイル５０Ｃが励磁されると、発信
回路６５からは第２の常開接点５２ａを介して第２のト
ランスデユーサ１２にパルス信号が与えられるようにな
る。これにより第５図に黒矢符にて示す如く、第２のト
ランスデユーサ１２からは超音波が発信され、この圃面
での反射波が第１のトランスデユーサ１１に受信される
。そして、第１のトランスデユーサ１１に受信された超
音波はパルス信号に変換され、第１の常開接点５１ａを
介してアンプ６２に与えられ、更にフィルタ６１から論
理回路６０に与えられる。そして、前述同様に刈取部７
の対地高さの調節が行われる。

更に、再び所定時間が経過すると、再度カウンタ６６か
らスイッチングトランジスタ６７への信号出力はローレ
ベルとなるので、第１のトランスデユーサ１】から超音
波が出力され、その反射波が第２のトランスデユーサ１
２により受信される状態となる。

〔効果〕

以上に詳述した如く、本発明によれば、２ｆ［ｌｉｌの
トランスデユーサそれぞれが交互に発信器または受信器
として切換えられて使用されるため、受信器として使用
されている間には自身が発信する超音波により振動して
泥等の付着が防止される。従って一１超音波センサとし
ての泥等が付着することによる精度の低下等は解消され
る。また、泥等の付着が防止されるため、従来に比して
より地表面に近い位置に超音波の発受信器を取付けるこ
とが可能となるので超音波の地表面以外での反射がより
少なくなり、検出精度が向上する。

なお、前記実施例では、本発明装置を作業機としての収
穫機の対地作業部材である刈取部に取付けた例について
説明したが、これに限るものではなく、他にたとえば田
植機の植付部、トラクタのロータリ等、種々の作業機の
対地作業部材の対地高さセンサに本発明は適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は本発明の一実施
対象である収穫機の模式的斜視図、第２図はその略示側
面図、第３図は本発明装置の取付は状態を示すための収
穫機の刈取部の要部斜視図、第４図はセンサ及び制御系
の構成を示すブロック図、第５図はトランスデユーサの
対地角度を示す模式図である。 ７・・・刈取部　９・・−油圧シリンダ　１０・・・超
音波セン＋　１１．．１２・・・トランスデユーサ　　
２８・・・電磁弁５０・・・電磁リレ　　６０・・・論
理回路　　６６・・−論理回路Ｓｕ、　Ｓｄ・−・ソレ
ノイド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波の発受信を行うトランスデューサを２個備え
   、一方のトランスデューサから地表面に向けて超音波を
   発信し、その地表面での反射波を他方のトランスデュー
   サにて受信して対地作業部材の対地高さを検出すべくな
   した作業機の対地高さセンサにおいて、 前記２個のトランスデューサそれぞれを交 互に発信器または受信器として作動させるべき切換え装
   置を備えたことを特徴とする作業機の対地高さセンサ。