JPS6322110A - 収穫機 - 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〕 本発明は脱穀部に送給される穀稈の扱深さを、その稈長
の検出結果に基づいて調節する扱深さ自動調節装置を備
えた収穫機に関する。

〔従来技術〕

収穫機の扱深さ自動調節装置は、脱穀部に送給される穀
稈の長短を、脱穀部の入口側に設けた稈長センサにて検
出し、この稈長センサが長稈を検出した場合には縦搬送
チェインを浅扱ぎ側へ、また短稈を検出した場合には深
扱ぎ側へ夫々傾動させて、検出された穀稈の稈長に応じ
た適正な扱深さでの脱穀処理が行えるよう、脱穀部おけ
る扱深さを自動調節する。前記稈長センサは、穀稈の送
給方向と直交する方向に複数個並設された検出杆と、こ
れらの検出杆への穀稈の当接により各別に動作するリミ
ットスイッチとからなり、このリミットスイッチのオン
オフ状態により穀稈の長短を検出している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来の稈長センサにおいては、例えばわらく
ず等がからみついて、その検出杆の動作が阻害された場
合に、リミットスイッチが誤動作して、穀稈の長短を誤
検出する虞があり、そのような場合には適正な扱深さ調
節が行えなくなるという難点があった。

そこで脱穀部に送給される穀稈を撮像するイメージセン
サを稈長センサとして用いることが考えられる。イメー
ジセンサを稈長センサとして用いる場合に、該センサは
所定の撮像視野内を撮像すべく、前記穀稈に臨ませて機
体の一部に取付けられ、該視野内の穀稈を撮像して、そ
の撮像結果がら前記穀稈の長短を検出するが、前記撮ｔ
Ｉ１．視野を正しく捉えるべく稈長センサを正しく取付
けることは非常に困難であり、たとえ正しく取付けられ
たとしても、作業中に何らか外力の作用により、該セン
サの取付は位置又は取付角度がずれてしまうことがある
。

このような場合には、該稈長センサの撮像視野は予め設
定された所定の撮像視野からはずれ、その撮像結果に基
づく稈長の検出値に従って、所定の扱深さ１周節を行う
と、適正な扱深さでの脱穀処理が行えなくなるという難
点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、穀稈
の長短を誤検出する虞がなく、常に適正な扱深さでのａ
穀処理が行える収１機を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る収穫機は、稈長センサとしてイメージセン
サを用い、該センサの取付は状態の良否に拘わらず、穀
稈の長短を正確に検出できるようにしたものであり、刈
取部から脱穀部に搬送される穀稈の長短を検出し、その
検出結果に基づいて扱深さを調節する扱深さ自動調節装
置を備えた収！ｉ機において、刈取部から脱穀部までの
搬送経路中の穀稈を撮像するイメージセンサと、該イメ
ージセンサの撮像視野内に位置させた光学的標識と、前
記イメージセンサによる前記ｔｉ像視野内の撮像結果か
ら、前記標識の位置を基準として穀稈の長短を検出する
手段とを具備することを特徴とする。

〔作用〕

即ち、収穫機の刈取部にて刈取られた穀稈を、脱穀部に
送給されるまでの間に、前記イメージセンサの撮像視野
内において、前記光学的標識とともに撞像、シ、イメー
ジセンサによる撮像画像中の前記標識の位置を基準とし
て穀稈の長短を検出し、この検出結果に基づいて扱深さ
を自動調節する。

〔実施例〕

以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は、本発明に係る収穫機の外観斜視図であり、
第２図は縦搬送チェインの駆動機構の略示正面図である
。

図において１は、脱穀部２を搭載してなる本体部であり
、該本体部１の前側には刈刃３．穀稈引起装置４等にて
構成された刈取部５が昇降自在に取付けられている。該
刈取部５の後側には、刈取られた穀稈を後上方へ搬送す
る縦搬送チェイン１０が、その終端部を脱穀部２の扱口
に沿って延設された穀稈挟扼移送装置ＩＩの始端部に臨
ませて設けられている。

そして、刈取部５にて刈取られた穀稈は、図示しない下
部搬送装置を経て縦搬送チェイン１ｏにて脱穀部２の前
部まで搬送されて穀稈挟扼移送装置１１に受継がれ、該
装置１１にて、その穂先側を扱口から脱穀部２の扱室２
ａ内に挿入した状態で移送される間に、扱室２ａに設け
た扱胴２ｂにて脱穀処理されるようになっそいる。

前記縦搬送チェイン１０は、第２図に示す如く、本体部
１の前部に立設した支柱１２の上端部に、その左側（第
２図においては右側）中央部を回動自在に枢支して取付
けられており、その右側下部に突設されたブラケット１
０ａには、駆動モータ１３の回転に応じて進退する駆動
アーム１４の先端部が回動自在に枢支されている。

而して駆動モータ１３が正転（又は逆転）して、駆動ア
ーム１４が進出（又は退入）した場合には、縦搬送チェ
イン１０は支柱１２の枢支点を枢軸として、前方より見
て反時計廻り（又は時計廻り）に傾動されるようになっ
ている。

そして、縦搬送チェイン１０が反時計廻り（又は時計廻
り）に１頃動されると、該チェイン１ｏにて搬送中の穀
稈は、穀稈決扼移送装置１１に受継がれる際、該装置１
１にて、より株本側（又は穂先側）を挟扼されることに
なり、扱室２ａ内への挿入長が長く　（又は短く）なっ
て前記穀稈は深扱ぎ（又は浅扱ぎ）状態にて脱穀処理さ
れることになる。

第３図は収穫機前部の略示平面図、第４図は扱深さ制御
系のブロック図である。イメージセンサを用いてなる稈
長センサ６は、縦搬送チェインＩＯにて搬送される穀稈
をその一部に含み、該穀稈の搬送方向と平行な、第３図
に２点鎖線にて示す如き矩形の撮像視野Ａ内を撮像すべ
く、説穀部２の前部にやや前下方に向けて取付けられて
いる。そして撮像視野Ａ内に含まれ、稈長センサ６にて
穀稈の背景として撮像される機体の一部には、該センサ
６の撮像結果から穀稈の長短を算出する場合の基準とな
る光学的標識である基準マークＭが設けである。これは
その周辺部との光学的判別が可能となるように例えばそ
の周辺の機体の塗装色に比較して反射率の高い塗装色を
該当する位置に付して、又は反射鏡、金属板等の反射率
の高い物体の小片を、その反射面を稈長センサ６に対向
させ、該当する位置に着説自在に取付ける等して設けれ
ばよい。

基準マークＭの形状は、第３図に示す如き矩形に限らず
、例えば三角形９円形等であってもよく、またその大き
さは、撮ｔｉｌｌ　？Ｍ野Ａの大きさに対して十分小さ
いものであればよい。更に該基準マークＭは、第３図に
示す如く、機体の中央寄りの撮像視野Ａの一辺近傍に相
当する位置に設ければ、縦搬送チェイン１０にて搬送さ
れる穀稈にて、該マークＭからの反射光が遮光される虞
が少なくなる。

前記稈長センサ６は、例えばｎｘｍの画素数を有するＣ
ＣＤＣＣｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　　Ｄｅｖｉｃｅ
　、電荷結合素子）６０及び該ＣＣＤ　６０の感光面上
に対象物の像を結像させるための光学レンズ６１等にて
構成されており、その出力信号は、Ａ／Ｄ変換器７０と
、ビデオメモリ７１ａ、７１ｂと、演算制御部７２とか
らなる画像信号処理部７に与えられている。

ＣＣＤ　６０は、光学レンズ６１を通過してその各画素
上に照射される光の強さ及び照射時間に応じた電荷を蓄
積しており、前記演算制御部７２から所定の時間間隔に
てクロックパルスが与えられる都度、各画素における電
荷に応じたレベルを有する画像信号を、撮像視野Ａにお
ける穀稈の搬送方向を主走査方向として、画像信号処理
部７のＡ／Ｄ変換器７０に順次出力する。

Ａ／Ｄ変換器７０は、ＣＣＤ　６０からの画像信号を所
定のしきい値を基準として明暗２値化して、ビデオメモ
リ７１ａ又は７１ｂに交番的に与え、これらに明部を表
す１ゝと暗部を表す“Ｏ”とからなる２値画像データと
して格納する。

マイクロコンピュータを用いてなる演算制御部７２は、
ビデオメモリ７１ａ又は同７１ｂに格納された画像デー
タを読込み、このデータから後述する演算を行って、逼
像視野Ａ内の穀稈の稈長に応じたレベルの制御信号を扱
深さ制御部８に出力する。

扱深さ制御部８の出力側には、縦搬送チェイン１０傾動
用の前記駆動モータ１３が図示しない駆動回路を介して
、正逆転可能に接続されており、該制御部８は、演算制
御部７２からの制御信号のレベルが所定値以上である場
合には、駆動モータ１３を正転させるべく動作して、縦
搬送チェイン１０を深扱ぎ側に傾動させ、前記入力信号
のレベルが前記所定値よりも小である他の所定値以下で
ある場合には、駆動モータ１３を逆転させるべく動作し
て、縦厖送チェイン１０を浅扱ぎ側に傾動させ、扱深さ
を適正値に自動調節する。

さて、以上の如く構成された本発明に係る収穫機の動作
について説明する。収［Ｍは、刈取部５を動作させつつ
圃面上を走行して、圃面上に植立する穀稈を刈刃３にて
刈取り、次いでこの穀稈を順次縦搬送チェイン１０にて
説穀部２の前部まで搬送する。その後、該穀稈を穀稈扶
扼移送装置１１に受継がせ、該装置１１にて、扱室２ａ
内に１屯人させつつ、後方に移送して扱室２ａ内の扱胴
２ｂにて脱穀処理する。

前記稈長センサ６は、刈取ｉ？１５への動力の係脱を行
う図示しない刈取りラッチに対応して動作するようにな
してあり、刈取部５が動作している場合、即ち刈取作業
がなされている場合には常時、撮像視野Ａ内の穀稈を、
背景となる機体の一部とともに撮像しており、その撮像
結果から得られる画像信号を、画像信号処理部７に順次
出力している。

第５図及び第６図は、夫々稈長センサ６の撮像結果の一
例を示す模式図であり、第５図は刈取開始直後、即ち刈
取られた穀稈が＃ｌｉ像視野Ａに到達する以前の撮像結
果を示し、第６図は刈取られた穀稈が説穀部２に到達し
た後の撮像結果を示している。

さて、前記基準マークＭは、前述の如くその周辺と比較
して高い反射率を有し、また穀稈もその背景として撮像
される機体の一部と比較して高い反射率を有するので、
第５図及び第６図にクロスハツチを施して示す基準マー
クＭの部分及び第６図にハンチングを施して示す穀稈の
存在する部分は、その他の背景部分と比較して明るく撮
像され、稈長セン＋６から出力される画像信号を、画像
信号処理部７のＡ／Ｄ変換器７０において、所定のしき
い値を基準として明暗２値化すると、前記基準マークＭ
の部分及び穀稈の存在する部分が明部を表す“１”に、
その伯の部分が暗部を表す“０”に夫々２値化され、ビ
デオメモリ７１ａ又は同７１ｂの該当する位置に格納さ
れることになる。

第７図は演算制御部７２の制御内容を示すフローチャー
トである。演算制御部７２は、ビデオメモリ７１ａ又は
同７１ｂから２値画像データを読込むが、前述した如く
稈長センサ６は、刈取作業開始と同時にその動作を開始
するので、演算制御部７２に最初に読込まれる画像デー
タは、撮像視野Ａ内に穀稈が到達する以前の、即ち第５
図に示す如き撮像結果に対応するものであり、この画像
データにおいては、基準マークＭの位置に相当する部分
のみが“１”、他は全て“０”となっている。演算制御
部７２は、最初に読込んだこのような画像データから基
準マークＭの初期位置及び大きさを算出する。基準マー
クＭの初期位置の算出は、例えば以下のようにして行わ
れる。ビデオメモリ７１ａ又は７１ｂからの画像データ
の読込みは、第５図における左側（刈取側）から右側（
説穀側）に向かう主走査線に沿って、上側から下側に向
かう順に行われ、各主走査線上において画像データが“
Ｏ”から１１′に遷移するか否かが調べられる。そして
第５図ち示す如く、ｎｌ　ライン目から０２ライン目ま
での各走査線上において前記遷移があった場合には、基
準マークＭの初期位置は、撮像視野Ａの株本！ＩＩＪ端
部から該マークＭの中心までの、第５図における上下方
向の距離Ｘ′として、次式により算出される。

Ｘ　’　−ｎ　　　（ｎ　Ｉ＋　ｎ２　）　／　まただ
しｎは、前述の如く穀稈の搬送方向と直交する方向に並
ぶＣＣＶ）　６０の画素数、即ち前記主走査線の本数で
ある。

また、基準マークＭの大きさ、即ち該マークＭの占める
面積Ｓ′は、例えばビデオメモリ７１ａ又は同７１ｂか
ら読込まれる全画像データ中の“１”なるデータの数を
計数することにより算出される。

このようにして算出された基準マークＭの初期位置Ｘ′
及びその大きさＳ′は、夫々演算制御部７２内のメモリ
に書込まれて格納される。

次いで演算制御部７２は、ビデオメモリ７１ａ又は同７
１ｂから次なる画像データを読込み、この画像データ中
の“１”なるデータの数を計数して撮像視野Ａ内の明部
の面積Ｂを求め、この値が予め設定されている基準値Ｂ
’Ｊ２Ｊ上となるまで、このルーチンを繰返す。撮像視
野Ａ内の明部は、前述した如く、穀稈の存在する部分及
び基準マークＭの部分であるから、前記面積Ｂはこれら
の合計面積となり、該面積Ｂは、ＩＩ？搬送チェイン１
０にて搬送される穀稈の先頭部が撮像視野人〇前端部（
第５図における左端部）に到達してから後、該穀稈の進
行に応じて増大する。即ち、明部の面積Ｂが基準値Ｂ′
以上となるまで繰返される前記ルーチンは、穀稈の先頭
部が撮（２視野Ａ内の、基準値Ｂ′に相当する所定の位
置まで到達したか否かを判断するためのルーチンであり
、明部の面［Ｂが基準値Ｂ′以上となった場合には、撮
像視野Ａ内の穀稈の稈長に応じて、扱深さ調節を開始せ
しめるべく次の段階に進む。

前記ルーチンを通過した後、演算制御部７２は、ビデオ
メモリ７１８又は同７１ｂから次なる画像データを読込
み、前述した初期位置Ｘ′を求める手順と同様の手順に
て、基準マークＭの位置Ｘを求めるとともに、画像デー
タ中の“１”なるデータの数を計数して、明部の面積Ｂ
を求める。

さて、撮像視野Ａ内を穀稈が通過し始めると、該穀稈の
一部により基準マークＭの上側が覆われたり、また基準
マークＭの上部にわらくず、泥等の異物が付着する等し
て、該マークＭの位置Ｘを求めることが不可能となる場
合が生ずる。

それ故演算制御部７２は、明部の面ＱＢと基準マークＭ
の位置Ｘを求めた後、このＸの値が正しく求められてい
るか否かを判断し、正しく求められている場合には、前
記面［Ｂから先にメモリに格納しである基準マークＭの
大きさＳ′減算して、撮像視野Ａ内の穀稈の存在する部
分の面積Ｓを算出し、次いでこれを穀稈の順送方向に並
ぶＣＣＤ　６０の画素数ｍにて除算して、穀稈部の平均
長ｌ′（第６図参照）を算出する。

さてこの平均長ｌ′は、稈長センサ６が正しい取付は位
置に、正しい取付角度で取付けられている場合には、穀
稈の稈長を代表するが、稈長センサ６の取付が不良であ
る場合、又は取付後に外力が作用して該センサ６の取付
角度若しくは位置がずれた場合には、その時の稈長セン
サ６のｔｉａ＠！結果から算出される前記平均長ｌ′は
、穀稈の稈長を代表せず、これに基づいて扱深さ調節を
行うと、正しい扱深さでの残穀処理が行えなくなる。

それ故演算制御部７２は、前記平均長ｌ′を算出した後
、これを先に求めた基準マークＭの位置Ｘから減算して
、穀稈の先端部から基準マークＭまでの距離ｌを算出す
る。前述した如く基準マークＭは、機体の所定位置に設
けてあり、該マークＭの縦搬送チェイン１０に対する相
対位置は変化しないので、稈長センサ６の取付位置又は
取付角度の不良に拘わらず、前記距離ｌは、縦搬送チェ
イン１０にて搬送される穀稈の稈長平均値を代表し、該
穀稈の稈長が長い場合には小さく、逆に短い場合には大
きくなる。

基準マークＭの位置Ｘが正しく求められない場合には、
前記面積Ｂをそのまま穀稈部の面ｇｓとして、同様の手
順にて穀稈部の平均長ｌ′を算出し、これを先にメモリ
に格納しである基準マークＭの初期位置Ｘ′から減算し
て前記距離ｌを算出する。

以上の如くｌの値を算出した後、演算制御部７２は、こ
のｌの大きさに対応するレベルの制御信号を扱深さ制御
部８に出力し、扱深さ制御部８はこの制御信号に基づい
て、前述の如く駆動モータ１３を正転又は逆転させるべ
く動作するので、ｌの値が大である場合、即ち稈長が短
い場合には、縦搬送チェイン１０が深扱ぎ側に、ｌの値
が小である場合、即ち稈長が長い場合には、縦搬送チェ
イン１０が浅扱ぎ側に夫々傾動され、該チェイン１０に
て搬送される穀稈は、税穀部２において、その稈長に応
じた適正な扱深さにて残穀処理されることになる。

なお、稈長センサ６の取付位置は本実施例に示す説穀部
２の前側に限らず、撮像視野Ａ内を撮像可能な位置であ
ればどのような位置に取付けてもよい。

また本実施例においては、稈長センサ６として、２次元
のイメージセンサを用いたが、１次元のイメージセンサ
を穀稈の１Ｍ送方向と直交させて取付け、該センサにて
穀稈を撮像するようにしても、同様に扱深さ調節が可能
である。

〔効果〕

以上詳述した如（本発明に係る収ＴＭ１８においては、
稈長センサとしてイメージセンサを用い、該センサにて
穀稈を撮像して、その撮像結果に基づいて該穀稈の長短
を検出しているので、穀稈に当接することなく検出する
ことが可能であり、わらくず等のからみつきによる誤検
出の虞がない。

また、稈長を検出する場合に、前記稈長センサにて穀稈
とともに撮像される光学的標識を基準として、該標識か
ら穀稈までの距離により穀稈の長短を検出しているので
、稈長センサの取付が不良である場合、また該センサが
初期取付位置からずれた場合においても正しい稈長をＩ
★出することができ、常に適正な扱深さ調節が可能とな
る等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係る収穫機の外観斜視図、第２図は縦ＩＬＩ送チ
ェイン駆動機構の略示正面図、第３図は収穫機前部の略
示平面図、第４図は扱深さ制御系のブロック図、第５図
及び第６図はイメージセンサの撮像結果を示す模式図、
第７図は演算制御部の制御内容を示すフローチャートで
ある。 ２・・・脱穀部　　５・・・刈取部　　６・・・イメー
ジセンサ　　７・・・画像信号処理部　　８・・・扱深
さ制御部　　１０・・・縦搬送チェイン　　７２・・・
演算制御部Ａ・・・撮像視野　　Ｍ・・・基準マーク出
　願　人　ヤンマー１ｔＪ３１株式会社代理人　　弁理
士　河　野　登　夫 １Ｊ 第　２　記 箋　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、刈取部から脱穀部に搬送される穀稈の長短を検出し
   、その検出結果に基づいて扱深さを調節する扱深さ自動
   調節装置を備えた収穫機において、 刈取部から脱穀部までの搬送経路中の穀稈 を撮像するイメージセンサと、 該イメージセンサの撮像視野内に位置させ た光学的標識と、 前記イメージセンサによる前記撮像視野内 の撮像結果から、前記標識の位置を基準として穀稈の長
   短を検出する手段と を具備することを特徴とする収穫機。