JPS6233524Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動操向・回行機能を有する収穫機に
関し、更に詳述すればこの機能に係る非接触型セ
ンサの保護を図つた収穫機を提案したものであ
る。

本考案に係る収穫機は手動操作による収穫作業
の外、マイクロコンピユータによる自動収穫作業
を可能としている。自動収穫のための機能として
は刈取るべき穀稈条に倣う走行を行わせるべき自
動操向機能、一行程の収穫を終えた後、次行程の
収穫を開始させるにあたり未刈穀稈群の隅部で機
体を旋回させる自動回行機能、収穫状況に応じて
車速の遅速を制御する自動車速制御機能、穀稈長
に応じた脱穀を行わせる自動扱き深さ調節機能、
刈高さを一定にする自動刈高さ調節機能並びに穀
稈搬送系の詰り、揺動選別部の異常等を検出して
警報を発する警報機能を備えている。而して本考
案に係る収穫機（以下本案機という）は上記自動
回行機能に係る非接触型のセンサの構造に特徴を
有している。即ち未刈穀稈を検知対象とし、操向
又は回行の制御に関与するデータを捉えるために
機体の所要位置に配設された非接触型のセンサに
は、その検知面を開閉する保護カバを取付け、該
保護カバは、これを取付けた非接触型のセンサの
作動の要否に応じた信号を出力する他のセンサの
出力信号に基いて自動的に開閉するように構成し
たことを特徴としている。

以下本考案をその実施例を示す図面に基いて詳
述する。

第１図は刈取部１の分草板１，１ｒ等と、そ
の近傍に取付けられたセンサ及び穀稈搬送経路に
臨ませて配設した自動扱き深さ調節用のセンサ等
を略示する収穫機の略示平面図であり、各センサ
の検出対象はいずれも穀稈である。センサとして
は触杆とリミツトスイツチとの組合せになるも
の、又は赤外線，超音波等を利用した非接触型の
ものが使用されるが、実施例では本考案に係るセ
ンサS₂₀の外、センサS₁，S₅₁，S₅₂，S₆，S₆₀に
夫々光学式のものを使用しており、他は触杆とリ
ミツトスイツチとの組合せになるものを使用して
いる。

センサS₁は右側分草板１ｒの取付杆にその検出
面を機体の外側方、すなわち右方（一般には既刈
側の方向）へ向けて取付けられており、その検出
領域内における穀稈、即ち本来存在する筈のない
既刈側の穀稈、つまり刈残し穀稈を検出するもの
であり、刈残し穀稈収穫のための制御に関与す
る。

センサS₂及びS₄は夫々右側及び左側の分草板１
ｒ，１の取付杆に夫々の触杆が機体の内側方を
向くようにして取付けてあり、各触杆が穀稈に当
接して回動する際の回動角度によつて夫々分草板
１ｒとその左方に相隣する穀稈条との離隔寸法及
び分草板１とその右方に相隣する穀稈条との離
隔寸法、換言すれば機体と刈取対象とする穀稈条
との相対的位置関係を検出するものであり、主と
して自動操向のための制御に関与する。

センサS₃は右側の分草板１ｒの背後においてそ
の触杆が機体の内側方を向くように取付けられて
おり、その触杆の長さはセンサS₂の触杆よりも短
い。そしてこのセンサS₃はセンサS₂を補足する機
能を果し、分草板１ｒの左方の穀稈がセンサS₃の
短い触杆に接触する程に分草板１ｒに至近して後
方へ回動した場合にはセンサS₂よりも前方におい
てこの至近を検出して早期に右方へ進行方向を修
正させるようにその検出信号が使用される。

センサS₅₁，S₅₂はセンサS₄と背中合せとなるよ
うに分草板１の取付杆に各検出面が左方を向く
ようにして取付けられており、往復刈時の制御に
関与する。

センサS₆は機体左側下部において刈刃１ｃより
も若干後方の位置で検出面が左方に向くようにし
て取付けられており、回行時の制御に関与する。
センサS₆₀は機体左側下部において前記センサS₆
よりも少し後方の位置で検出面が左方を向くよう
にして取付けられており、往復刈時の制御に関与
する。

而して本考案に係る光学式のセンサS₂₀は自動
回行の際の条合せに関与するものであつて、分草
板１ｒの若干後方で分草板１ｒの上縁より稍々上
方に位置させるべく、第２図に示す如く、引起し
装置１ｕのチエインケース背面から視界を妨げな
い位置まで側方へ延出させて固設した取付部材１
０に螺着したブラケツト１１上にその検知面、即
ち赤外線投受光面を機体右側前方に向けて取付け
てある。そしてブラケツト１１を取付部材１０に
螺着している角度調節ネジ１２の緩緊により検知
面の方向を調節し得るようになつている。

他の光学センサS₁等も同様であるが、センサ
S₂₀は赤外線発光素子及び同受光素子を内蔵し、
前者から発せられた赤外線が検知面と対向する検
知対象に投ぜられると、ここで反射した赤外線を
後者で捉えて、所定の検知信号を発するものであ
る。

而して前記ブラケツト１１にはセンサS₂₀の検
知面を覆う保護カバ２０が上側部を回動支点とし
て上下方向に回動して検知面を開閉するように取
付けられている。保護カバ２０の上端縁の中央部
には適寸長の連結アーム２１が保護カバ２０と適
当な鈍角をなすようにして取付けてある。そして
この連結アーム２１には適寸の長穴２１ａがその
長手方向に延びるように開設してある。ブラケツ
ト１１の後部には、センサS₂₀の上側に載置する
ようにして電磁アクチユエータ２２が取付けられ
ており、そのソレノイド２２ｓ（第３図参照）を
励磁すると退入し、これを消磁すると突出するよ
うにしたプランジヤ２２ｐの先端部が前記長穴２
１ａに摺動自在に係止されている。更に保護カバ
２０の一側面の中央部とブラケツト１１のセンサ
S₂₀を載置した台部の適所との間には引張りバネ
２３を介装してある。このような構造により、ソ
レノイド２２ｓの消磁時にはプランジヤ２２ｐの
突出及び引張りバネ２３の弾性により実線で示す
ように保護カバ２３がセンサS₂₀の検知面を覆
い、またソレノイド２２ｓの励磁時には引張りバ
ネ２３の弾性に抗して退入するプランジヤ２２ｐ
により、２点鎖線で示すように連結アーム２１が
牽引回動されて検知面が露出する。

センサＬ、Ｍ、Ｈは扱き深さ調節用のセンサで
あつて、脱穀部５の扱胴への導入口部分に配設さ
れている。刈取部１にて刈取られて上，下搬送チ
エイン（図示せず）にて縦搬送チエイン６へ受継
がれた穀稈は株元をこの縦搬送チエイン６にて挾
扼されつつ後上方へ搬送され、同じく株元を挾扼
するフイードチエイン７に受継がれ、このフイー
ドチエイン７にて搬送される間に脱穀されるが、
センサＬ、Ｍ、Ｈは縦搬送チエイン６又はフイー
ドチエイン７側からこの順に設けられており、セ
ンサＬは穀稈の長短に拘らずこれをその株元寄り
の位置で検出する場所に取付けられ、またセンサ
Ｈは深扱ぎに過ぎる場合に穀稈の穂先を検出する
位置に取付けられ、センサＭは扱き深さが適切な
場合に穂先を検出し、浅扱ぎに過ぎる場合にこれ
を検出し得ないように取付けられている。そして
センサＬ、Ｍ、Ｈは脱穀部５の入口付近におい
て、その穀稈がセンサＨに達する程に長い場合
（センサＬ、Ｍ、Ｈとも動作）は縦搬送チエイン
６を機体外側方へ傾倒させ、逆に穀稈がセンサＭ
にも達しない程に短い場合（検知スイツチＬのみ
動作）は縦搬送チエイン６を機体内側方へ起立さ
せるようにし、フイードチエイン７に対する縦搬
送チエイン７の相対的位置を変更し、フイードチ
エイン７による穀稈の挾扼部位を変じることによ
り扱き深さを自動調節するようにしている。従つ
て、適当な長さの穀稈であればその穂先が検知ス
イツチＨには達せず、検知スイツチＭには達する
状態となるように縦搬送チエイン６が傾倒又は起
立して扱き深さ調節が円滑に行われていく。

第３図は本考案に係る要部電気回路図であつ
て、センサＬの常開接点Laの一端は、負極をポ
デイアースしたバツテリ３０の正極にキースイツ
チ３１，脱穀クラツチを継状態とした場合に閉路
される脱穀スイツチ３２を介して接続されてお
り、他端はセンサＭの常開接点Ma及びセンサＨ
の常開接点Ha，保護スイツチ３３（常閉接点）
を介して、縦搬送チエイン６を傾倒すべく油圧回
路を制御するための電磁弁のソレノイド３４に接
続されており、またセンサＭの常閉接点Mb及び
保護スイツチ３５（常閉接点）を介して縦搬送チ
エイン６を起立すべく油圧回路を制御するための
電磁弁のソレノイド３６に接続されている。両ソ
レノイド３４，３６の他端は、ボデイアースされ
ている。保護スイツチ３３（又は３５）はソレノ
イド３４（又は３６）を励磁して縦搬送チエイン
６を最傾倒限（又は最起立限）にまで動作させた
場合にソレノイド３４（又は３６）への通電を断
つて機構部及びソレノイドの保護を図つている。
これらにより上述した扱き深さ調節が行われる。
３７，３８はソレノイド３４，３６を励磁するた
めの手動スイツチであり、その操作により手動で
扱き深さを調節できるようにしてある。一方、脱
穀スイツチ３２と常開接点Laとの接続点とボデ
イアース間にはセンサＬの常閉接点Lbと前記電
磁アクチユエータ２２のソレノイド２２ｓ及びパ
イロツトランプ３９の並列回路との直列回路が接
続されている。従つて脱穀スイツチ３２が入つて
いる状態でしかもセンサＬが穀稈を検出していな
い場合にはソレノイド２２ｓが励磁されて保護カ
バ２０が開き、センサS₂₀の検知動作が可能とな
るようにしてある。なお、パイロツトランプ３９
は第１図に示すように操作コラム３の適宜位置に
配設してある。

第４図は本案機の自動操向，回行の制御系を略
示するブロツク図である。この制御系の中枢とな
るマイクロコンピユータ（以下マイコンという）
MCNは中央処理装置CPU，リードオンリーメモ
リROM，ランダムアクセスメモリRAM，Ｉ／Ｏ
（入出力）ポートＩ／OP及びインターフエース
PPIよりなり、CPUとしては日本電気（株）製の
μCOM−80を用いている。

前記各センサS₁，S₂……S₆₀，S₂₀が発する信号
はＩ／ＯポートＩ／OP，インターフエースPPI
を経てCPUへ取込まれ、CPUはROMに予め用意
されたプログラム及びセンサ等から入力される信
号に基き所要の演算を行い、機体の前後進及び左
右への操向を行わせるアクチユエータ駆動回路
ACCに対して所要の制御信号をインターフエー
スPPI及びＩ／ＯポートＩ／OP経由で発し、自
動操向，回行を行わせる。なおRAMはROM中の
プログラム，演算中のデータの一時的格納等に使
用される。

アクチユエータ駆動回路ACCによつて駆動制
御される各種のアクチユエータACTは所定の作
動をなし、走行部，刈取部，脱穀部にCPUから
発せられた信号に対応する動作を行わしめる。自
動操向，回行機能に係るアクチユエータ及びこれ
によつて制御される走行部等の構成については概
略次のようになつている。

まず走行部についてみると、変速はパワーシフ
ト変速装置等の油圧制御式の変速装置によつて行
われるようにしており、その油圧回路中に変速段
切換のために設けられた電磁方向制御弁を前記ア
クチユエータとして備えている。従つてマイコン
MCNから所定信号を発することにより前記電磁
方向制御弁を駆動して後進段，中立段，前進一速
〜三速段の選択を行えるようにしてある。また操
向は左，右夫々のクローラに対する伝動を入断す
るサイドクラツチ及び制動のためのブレーキを油
圧回路にて左右各別に動作させることによつて行
えるようにしてあり、左又は右のサイドクラツチ
を断ち、またブレーキの作動を行わしめるべく油
路切換を行うための電磁方向制御弁を前記アクチ
ユエータとして備えている。

次に刈取部１についてみると刈取部全体の昇降
は油圧回路によつて行われるようにしてあり、昇
降のために油路を切換えるべき電磁方向制御弁を
前記アクチユエータとして備えている。また刈刃
１ｃ等への伝動系に設けた刈取クラツチはエンジ
ン側の駆動プーリと刈取部側の被動プーリとの間
に張設したベルト、該ベルトの緊張，弛緩を行わ
せるテンシヨンプーリとよりなるが、このテンシ
ヨンプーリを移動せしめてベルトの緊張，弛緩を
行わせるソレノイドを前記アクチユエータとして
備えている。

さてこの収穫機は自動回行に関し、回り刈モー
ド及び往復刈モードを選択し得るようになつてい
る。いま回り刈を例にとつて本案機の要部の動作
を説明する。

本機では回り刈は条刈から作業開始するとの前
提が設けられている。第５図は未刈穀稈群Ｃの一
隅に機体を臨ませ、条刈から回り刈を開始させた
場合における機体の移動軌跡を略示する図面、第
６図はこの場合における回行動作の制御シーケン
スを示すフローチヤートである。収穫作業の開始
を指示する操作を行うと機体は自動操向を行いつ
つ最初の条刈行程での刈取作業を行つていく。

この間センサS₂，S₄の触杆は夫々の左方及び右
方に相隣する穀稈に当接して後方へ押圧回動さ
れ、この回動程度からこれらの穀稈条と機体との
相対的位置関係を捉え、これによつて穀稈条に倣
う走行を行わせるように操向制御が行われつつ刈
取作業が行われていく。

而して刈取られた穀稈は縦搬送チエイン６を経
てフイードチエイン７に搬送されていくから、そ
の経路に設けてあるセンサＬは穀稈を検出し、常
閉接点Lbは開路しており電磁アクチユエータ２
２のソレノイド２２ｓは消磁されており、保護カ
バ２０はセンサS₂₀の検知面を覆つている。つま
り、刈取作業を行いつつ塵埃の多い未刈穀稈群中
を進行していく間、センサS₂₀の検知面は保護カ
バ２０に覆われて検知面にワラ屑その他の塵埃が
付着することがなく清浄に保たれる。なおこの刈
取作業の間にはセンサS₂₀は制御に関与せず、オ
フ状態にあり、検知面が保護カバ２０に覆われて
いることによる不都合は皆無である。

而して、この条刈行程を終了するとセンサS₂，
S₄の触杆は穀稈が不在となるためにフリーの状態
になる。マイコンMCNはこれにより一行程の条
刈の終了を検知し、これにより回行のためのシー
ケンスに入る。すなわちまず変速装置を前進一速
段とし、刈取部を上昇させて所定時間低速で直前
進（第５，６図の対応する部分に同符号を付し
てある。以下同じ）させ、次いで所定時間又はセ
ンサS₆が未刈穀稈群の存在を検知する迄左旋回
させ、更に刈取クラツチを遮断する。このような
動作を行つている間に、先に刈取られた穀稈の総
てが縦搬送チエイン６からフイードチエイン７に
移送されてしまうからセンサＬは穀稈を検出しな
い状態となり常閉接点Lbが閉路し、電磁アクチ
ユエータ２２のソレノイド２２ｓが励磁され、こ
れによつてプランジヤ２２ｐが退入して保護カバ
２０を上方へ回動させて、センサS₂₀の検知面を
露出させる。マイコンMCNは例えばのステツ
プの開始、及び電磁アクチユエータ２２のソレノ
イド２２ｓの励磁を待つてセンサS₂₀を作動せし
め、これにより爾後のセンサS₂₀の検知動作が可
能となる。なお、ソレノイド２２ｓの励磁と同時
にパイロツトランプ３９が点灯するので運転者は
保護カバ２０の開放を運転席で確認することがで
きる。マイコンMCNは次いで変速装置を後進段
とし、短時間直後進させた後、右側のブレーキ
を作動させて後進させつつ左旋回を一定時間行
わせる。そしてこの時間の経過後に右ブレーキを
解除して変速装置を前進一速段として直前進さ
せる。而して次にセンサS₂₀の作動状態を監視す
る。直前進を開始させたときにセンサS₂₀が前方
に未刈穀稈の存在を検出していない場合（NO）
は一定時間ｔが経過する迄直前進を継続させ、こ
の間にセンサS₂₀が穀稈を検出してオンとならな
いときには刈取が総て終了したものとして、即ち
未刈穀稈群は存在しないとして走行停止に到らし
める。これはの左旋回（後進）を適当な時間を
かけて行わせることとすれば、未刈穀稈群が存在
する限り、その後の直前進によりセンサS₂₀は
必ずその存在を検出し得る状況下に到ると考えら
れるからである。

さて直前進の開始によりセンサS₂₀がオン
（YES）、即ち未刈穀稈群Ｃの存在を捉えた場合
は右のブレーキを作動せしめて右旋回させ、セ
ンサS₂₀がオフとなつた時点で直前進に戻し、
刈取部の下降を行わせる等して刈取作業（横刈）
を行わせる。

未刈穀稈群Ｃが存在する場合は、の左旋回
（後進）の後に直前進させることによりセンサS₂₀
はやがて未刈穀稈群Ｃをその検出可能域内に捉え
ることになるのであるが、そのまま直前進を続け
て刈取作業に移行させると右側（第５図の上側）
に刈残しを生じる可能性がある。ところが本案機
では一旦センサS₂₀がオフとなる迄、換言すれば
機体の前部右側に配設されたセンサS₂₀が未刈穀
稈群Ｃの角部Ｐをちようど検出しなくなつた状態
になる迄右旋回を行わせることとして右端の分
草板１ｒの内方側に最外側（最右側）の穀稈列が
位置するように条合せされるから、刈残しを生じ
ることなく次の横刈がセンサS₂，S₄の出力による
自動操向にて行われていくことになる。斯かる動
作は横刈から条刈に移行する際にも全く同様に行
われる。

なおの左旋回（後進）を行わせている間にセ
ンサS₂₀が未刈穀稈群Ｃの存在を捉えたときにこ
の左旋回を停止して直前進に切換えると共に刈取
部の下降を行わせて刈取作業（横刈）を行わせる
ようにしてもよく、この場合も刈残しのおそれが
ない。

而して、横刈に移行して刈取作業が再開される
と、縦搬送チエイン６が搬送される穀稈によりセ
ンサＬの触杆が押圧回動され、その常閉接点Lb
が開路されることとなり、前述した条刈時におけ
る場合と同様センサS₂₀の検知面は保護カバ２０
により覆われることとなる。そしてこれと同時に
センサS₂₀は非作動状態になるよう制御される。

なお、路上走行時には脱穀クラツチが遮断さ
れ、脱穀スイツチ３２が開路されるので電磁アク
チユエータ２２のソレノイド２２ｓは消磁され、
センサS₂₀の検知面は保護カバ２０にて覆われて
おり、不測の衝突による損傷が防止される。

以上詳述した如く本考案による場合はセンサ
S₂₀がその非作動時には保護カバ２０にて覆われ
て防塵されるので、その作動時にセンサ感度が低
下し誤動作する可能性が著しく低下する。しか
も、センサS₂₀の作動の要否に応じた信号を出力
する他のセンサの出力信号によつて自動的に保護
カバ２０の開閉が行われるからその便宜性も高
い。

なお、保護カバによつてその検知面を開閉すべ
きセンサは上記センサS₂₀に限らず、他のセンサ
S₆等であつてもよく、またこれを自動的に開閉さ
せるための信号を得るセンサも上記センサＬに限
らず、他のセンサ、例えば刈取クラツチと連動す
るスイツチ等によることとしてもよい。

また保護カバによつてその検知面を開閉すべき
センサは光学式のセンサに限らず、超音波センサ
等非接触型のセンサであれば有効である。即ち超
音波センサの場合も塵埃の堆積又はワラ屑の付着
により出力の減衰、誤動作を生じる虞れがあるか
らである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであつて、第
１図はセンサの配置を示す収穫機の略示平面図、
第２図はセンサS₂₀の取付部を示す右側面図、第
３図は要部電気回路図、第４図は制御系要部の略
示ブロツク図、第５図は回り刈時の機体の移動軌
跡の略示図、第６図はその際の制御シーケンスを
略示するフローチヤートである。 S₂₀，S₁，S₂……S₆₀，Ｌ，Ｍ，Ｈ……センサ、
２０……保護カバ、２２……電磁アクチユエー
タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 収穫作業時における操向及び一行程の収穫作業
   後における回行を自動的に行えるようにした収穫
   機において、未刈穀稈を検知対象とし、前記操向
   又は回行の制御に関与するデータを捉えるために
   機体の所要位置に配設された非接触型のセンサに
   はその検知面を開閉する保護カバを付設してな
   り、保護カバは、これを付設した非接触型のセン
   サの作動の要否に応じた信号を出力する他のセン
   サの出力信号に基いて自動的に開閉するように構
   成したことを特徴とする収穫機。