JPS6344323B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は収穫機に関し、特にマイクロコンピユ
ータを搭載してなり、圃場内で自動的に回行して
この圃場内の全穀稈に対する収穫作業を全自動的
に行い得るようにした収穫機を提案したものであ
る。

本発明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。而して本発
明の収穫機は上記自動回行機能に特徴を有してい
る。即ち、本発明に係る収穫機は、機体と未刈穀
稈との相対的位置関係をセンサで検出し、この検
出結果により未刈穀稈に倣う走行を行わせる自動
操向機能と、機体が未刈穀稈群の隅部に到つたこ
とを検出した場合には機体を旋回させて従前の機
体進行方向と直交する方向への進行を行わせる自
動回行機能とを備えた収穫機において、自動回行
機能により、条刈及び横刈を交互的に行わせる回
り刈と、条刈のみを反復させる往復刈とを選択的
に実行させる手段と、前記センサの検出結果によ
つて横刈一行程に要する時間を計測する手段と、
回り刈時において前記時間の計測値と設定値とを
比較する手段と、計測値が設定値よりも小となつ
た場合には爾後往復刈を行わせる手段とを具備す
ることを特徴とする。

以上本発明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１ｌ，１ｒ等と、そ
の近傍に取付けられたセンサ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、又は光電スイツチ
を用いた光学式のものが使用されるが、実施例で
はセンサS₁，S₅₁，S₅₂，S₆，S₆₀に光学式のもの
を使用し、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，１ｌ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１ｌ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ものである
が、後述するようにセンサS₄は横刈一行程に要す
る時間の計測にも用いられる。

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１ｌ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は左側の補助分草杆１ｓにおいて刈刃
１ｃの側方にあたる位置に検出面が左方を向くよ
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は車体の左側下部において、補助分
草杆１ｓの後端部より稍々後方にあたる位置に検
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。

第２図は本発明の収穫機の制御系を略示するブ
ロツク図である。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、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、自動収穫を
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
に張設したベルトと、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。往復刈モードでは終始往復刈を行うのに対
し、回り刈モードでは横刈時間が設定値よりも短
くなつた場合にはそれ以後往復刈に切換えられ
る。運転席２の周囲に設けた操作コラム３に設け
たデイジタルスイツチDSWは設定値を例えば秒
数としてセツトするためのものであり、実施例で
は３桁のサムホイルスイツチにより構成してい
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３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
４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。

デイジタルスイツチDSWにてＮをセツトし、
収穫作業の開始を指示する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。なおＮは次のようにして選定される。すなわ
ち未刈穀稈群が残り少くなり横刈を行う時間が短
くなると、横刈のために複雑な旋回をさせるに要
する時間の比重が相対的に高められ、横刈を行わ
せることがかえつて非能率的となり、横刈を行わ
せない往復刈の方が能率的となる。このような観
点に基きＮは回り刈と往復刈との作業能率の優劣
が逆転する未刈穀稈群の横刈方向長さ、機体走行
速度等によつて適宜に定められる。

この間センサS₂，S₄の触杆は穀稈に当接して後
方へ押圧回動されていることになるが、この条刈
行程を終了すると当接する穀稈が不在となるため
に両触杆は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３，４図の対応
する部分に同符号を付してある。以下同じ）さ
せ、次いで所定時間左旋回させ、更に刈取クラツ
チを遮断し、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
後進させつつの左旋回を行わせる。そうすると
やがてセンサS₆が未刈穀稈群Ｃの角部の穀稈を検
出して作動するので、その後の所定時間機体を直
後進させる。そうすると機体は未刈穀稈群Ｃか
ら稍々遠ざかり、センサS₆の検出領域から外れる
ので、センサS₆が非作動となつた時点から一定の
遅延時間経過するのを待つて再度右ブレーキを作
動させて所定時間後進させつつの左旋回を行わ
せ機首を先の条刈行程時と略直交する方向に向か
せ、次いで直前進、刈取部降下、刈取クラツチ
係合を行い、一連の回行シーケンスを終えて次の
横刈行程での刈取作業に入る。この回行シーケン
ス中のいずれかのステツプにてマイコンMCN内
によるカウンタを歩進させる。このカウンタは回
行数をカウントするものであり、条刈時には偶数
に、横刈時には奇数になつている。即ちその内容
の奇、偶の別により条刈、横刈の別を判断し得る
ようにしてある。

さて次の横刈行程が開始されるとセンサS₄は穀
稈群内に入り穀稈の存在を検出する状態になり、
この時点からセンサS₄がフリーになる迄、即ち横
刈行程を終えるまでの間マイコンMCNによるタ
イマの計時を行わせる。従つてこのタイマは横刈
行程の時間を計測することになる。今タイマの計
時値が秒であらわされるものとし、計時停止時の
値をｔとすると、ｔと前記設定値Ｎとが比較され
ｔＮである場合はまだ横刈行程を含む回り刈を
行わせるのが能率的であるとしてタイマをリセツ
トして横刈から条刈への移行のための回行に移
る。この場合の回行シーケンスは前述の条刈から
横刈への回行シーケンスと全く同様である。そし
て回行後にカウンタが歩進されるが、この場合は
偶数になるので、次が条刈行程であることを認識
してタイマ計時を行うことなく条刈行程の刈取作
業に入る。

このようにして回り刈を続行していき未刈穀稈
群が残り少なくなりｔ＜Ｎとなつた場合には以下
に説明する往復刈シーケンスに入る。第５図は往
復刈時の機体の移動軌跡を略示する図面、第６図
はこのときの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。

上述のようにｔ＜Ｎとなつて、タイマリセツト
されると、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させ、ま
た刈取クラツチを遮断し、次いで左旋回させ
る。そうするとやがて機体左側のセンサS₅₁が未
刈穀稈群Ｃの端部の穀稈を検出して作動する。こ
れにより左旋回を停止させ、センサS₅₁，S₅₂によ
る自動操向にて未刈穀稈群Ｃの端縁に沿つての走
行を行わせる。これに対して左旋回が一定時間
以上継続した場合には機体左側方に穀稈がない、
即ち全ての収穫作業を終えて未刈穀稈群が既に存
在しなくなつたものとしてエンジン停止に迄到ら
しめる作業終了シーケンスに入る。

センサS₅₁，S₅₂による自動操向は次のようにし
て行なわれる。即ちセンサS₅₁はセンサS₅₂に比し
て穀稈検出範囲を短距離としており、センサS₅₁
が未刈穀稈群Ｃの端縁の穀稈を検出している場合
は機体が未刈穀稈群Ｃに接近し過ぎているものと
して右旋回させ、センサS₅₂のみが前記穀稈を検
出している場合は適正であるとして直進させ、両
センサS₅₁，S₅₂ともに前記穀稈の存在を検出しな
い場合は離隔し過ぎているものとして左旋回させ
る。

このようにして未刈穀稈群Ｃの端縁に沿う走行
を行つていくと機体はやがて未刈穀稈群Ｃの隅
部に迄達し、刈刃１ｃよりも更に後方に位置する
センサS₆₀が穀稈を検出しない非作動状態になる。
その直前に両センサS₅₁，S₅₂が共に穀稈の存在を
検出しない状態になつたことにより機体は左旋回
を既に開始しているが、センサS₆₀が非作動状態
となつた時点以後はセンサS₅₁，S₅₂による操向を
停止して、改めて左旋回を所定時間行わせ、次
いで高速装置を後進段として所定時間直後進さ
せ、次いで後進させつつの左旋回をセンサS₆が
角部の穀稈を検出して作動する迄行わせる。その
後センサS₆が未刈穀稈群Ｃから遠ざかり非作動状
態となる迄直後進させ、一定の遅延時間経過後
に後進させつつの左旋回を行わせ、これによつ
て機首を条刈方向に向け、次いで直前進、刈取
部降下、刈取クラツチ係合を行い一連の回行シー
ケンスを終えて次順の条刈行程での刈取作業に入
る。

次順の条刈から更に次の条刈への回行も上記し
たところと全く同様にして行われ、このような回
行動作を反復しつつ往復刈が行われ、最後の条刈
を完了したときは前述の如くして作業終了シーケ
ンスに入ることになる。なお当初から条刈のみを
行わせる往復刈モードも上述したところと同様に
して行われる。

本発明に係る収穫機は上述の如く構成したもの
であるから全自動での収穫作業を極めて合理的且
つ能率的に行わせることが可能である。すなわち
回り刈のみで全収穫作業を行う構成とする場合
は、未刈穀稈群が少量となつて横刈行程が短くな
つた状態に迄到ると、前述した如き条刈から横刈
に移る際の直進・旋回を繰返しての回行動作に要
する時間が大きな割合を占めることになり、その
能率低減の影響が横刈を行うこと自体による能率
向上効果を上回ることになり、極めて不経済とな
る。ところが本発明による場合はデイジタルスイ
ツチによつて適当な時間を設定し、横刈時間が設
定時間よりも短くなつた場合には往復刈に自動的
に変更させるようにしたものであり、横刈を行う
ことによる能率向上が見込める間は回り刈を行わ
せ、その後は往復刈とするので圃場全体としての
作業能率が向上し、収穫時間の短縮及び燃料節減
が図れる。更に自動操向のためのセンサS₄を利用
して横刈時間を計測するので構成が簡便である等
本発明は優れた効果を奏する。

なお上述の実施例の如くデイジタルスイツチを
設けて、横刈一行程に要した時間と比較すべき設
定値を可変とする場合は圃場条件に応じた時間設
定が可能であるが、誤設定を防止するためにこの
設定値を標準的な値に固定しておくこととしても
よいことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明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図は制御系要部の略示ブロツク図、第３図は
回り刈時の機体の移動軌跡の略示図、第４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、第５図は往復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。 S₁，S₂，…S₆₀…センサ、MCN…マイコン、
ACT…アクチユエータ、１ｌ，１ｒ…分草板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 機体と未刈穀稈との相対的位置関係をセンサ
   で検出し、この検出結果により未刈穀稈に倣う走
   行を行わせる自動操向機能と、機体が未刈穀稈群
   の隅部に到つたことを検出した場合には機体を旋
   回させて従前の機体進行方向と直交する方向への
   進行を行わせる自動回行機能とを備えた収穫機に
   おいて、自動回行機能により、条刈及び横刈を交
   互的に行わせる回り刈と、条刈のみを反復させる
   往復刈とを選択的に実行させる手段と、前記セン
   サの検出結果によつて横刈一行程に要する時間を
   計測する手段と、回り刈時において前記時間の計
   測値と設定値とを比較する手段と、計測値が設定
   値よりも小となつた場合には爾後往復刈を行わせ
   る手段とを具備することを特徴とする収穫機。