JPS6345139Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は田植機等の移植機に搭載する自動操向
装置に関し、特に操向制御の基本情報となる既植
苗と機体との相対的位置関係を捉えるための電子
回路の制御精度、信頼性の向上を図つた自動操向
装置を提案したものである。 以下本考案をその実施例を示す図面に基き具体
的に説明する。第１図は本考案に係る自動操向装
置（以下本案装置という）を搭載してなる乗用田
植機の左側面図であつて、その操向は前部機体Ｆ
と後部機体Ｒとをその連結軸回りに水平回動させ
る胴折れ構造としてあり、操舵輪１０１の回転操
作による手動操向或は本案装置による自動装向に
よつて行われるようにしてある。自動操向は第４
図に示す電磁弁９１のソレノイド９１ｌ又は９１
ｒを励磁することにより、図示しない油圧回路の
圧油流路を切換えることによつて行われる。即ち
操舵輪１０１の回動により前後に回動されるピツ
トマンアーム１０２（第４図参照）と後部機体Ｒ
との間に介装されたドラツグロツド１０２′（第
４図参照）の一部を複動型の油圧シリンダ９２に
て構成し、電磁弁９１のソレノイド９１ｌ又は９
１ｒの励磁によつて油圧シリンダ９２を動作させ
て後部機体Ｒを前部機体Ｆに対して回動させて、
左又は右への操向を行わせるように構成してあ
る。そして手動操向時には油圧シリンダ９２に対
する圧油の供給を禁じて操舵輪１０１の回動をそ
のまま後部機体Ｒに伝えるようにしてある。 植付部１０３のバンパー１０３′の左右の側部
には夫々苗センサが取付けられている。即ち左側
の苗センサにつき第２図に示すように、バンパー
１０３′の左側部から機体外方（左方）へ張出さ
せたパイプ製のアーム１０７の先端部に取付けた
矩形の取付基体１０７ａの下側にはプラスチツク
製のセンサボツクス１０８が、センサボツクス１
０８をその中央部にて抱持する形状としたプレス
成形鋼板製の取付部材１０８ａをナツト１０８ｂ
により螺着させて取付けられており、このセンサ
ボツクス１０８の下側からは苗センサの４本の触
杆８１，８２，８３，８４を突出させてある。 触杆８１〜８４は細い導体からなり、センサボ
ツクス１０８に取付けてある先端部近傍は鉛直方
向に直線状としてあり、これに続く中央部は前方
の斜め下方に向けて直線状となるようにしてあ
り、この中央部から末端部（自由端部）にかけて
の部分は、末端が機体後方を向くようにして水平
方向に直線状としてあり、この末端部の直線丈部
分は既植苗Ｚ列の機体進行方向株間寸法約150mm
よりも十分長い寸法、具体的には約250mmとして
ある。 第３図は触杆８１のセンサボツクス１０８への
取付状態を示す断面図である。触杆８１の先端部
には適長に亘つて螺条が形成されており、それよ
り少し下の部分には他の部分より若干太い太径部
８１ａが形成されており、該太径部８１ａを包み
込むようにして円筒状の取付けブロツク８５が樹
脂成形により形成されている。この取付けブロツ
ク８５は上端部を少し太径とし、また上端面には
環状の突起８５ａを周設している。８６は絶縁性
素材よりなる円筒状の泥よけであり、取付ブロツ
ク８５の前記太径部８１ａに突き当るまで取付ブ
ロツク８５に外嵌してあり、適宜の緊締部材８８
により取付ブロツク８５に固定されて、脱落しな
いようにしてある。 触杆８１の先端部はセンサボツクス１０８の底
部１０８ｆに開設された孔を通して、底板１０８
ｆに取付けた電子回路のプリント基板１０８ｄを
貫いて、その上側に達しており、また環状突起８
５ａはこれに対応させて１０８ｆの下面に形成し
た環状溝１０８faに嵌合させて位置決めしてあ
る。底部１０８ｆから上へ突出した螺条形成部分
にはナツト８１ｂを螺着し、取付ブロツク８５の
上面を底板１０８ｆの下面に圧着固定させて触杆
８１のガタツキを防止すべく締付けてある。また
プリント基板１０８ｄ上に突する部分について
は、プリント基板１０８ｄ上の電子回路部品とハ
ンダ付け等により所要の接続がなされている。斯
かる構成は他の触杆８２，８３，８４についても
同様であり、相互に50mm程度離隔するように８
１，８２，８３，８４の順で左方から右方に並設
され、全体として橇状に構成されている。そして
４本の触杆８１〜８４よりなる触杆群は、植付部
１０３が下降されてそのフロート１１０が着水し
ている状態で既植苗群のうち最も機体寄りの既植
苗列を構成する苗の上部に接触し得るようにアー
ム１０７の長さ及び触杆自体の長さが定められて
いる。 第４図は本案装置の電子回路要部を左側の苗セ
ンサについて示す回路図であつて触杆８１，８
２，８３，８４は、抵抗（100kΩ程度）を介して
比較器１２，１１，１４，１３夫々の＋入力端子
に接続されている。比較器１１〜１４の−入力端
子は後述するウインドコンパレータ２０がその端
子から出力する基準電位が入力されるようにし
てある。そして各比較器１１〜１４の±両端子間
には可変抵抗器４０及び1MΩ程度の高抵抗４２
を用いてバンパス電圧を与えていて、触杆が苗Ｚ
に接触していない場合には＋入力端子の電位を−
入力端子の電位よりも僅かに高くするようにして
ある。従つて触杆が苗Ｚに接触していない場合は
比較器１１等の出力はハイレベルにあるが、触杆
が苗Ｚに接触した場合は既植苗Ｚの80MΩ程度の
表面抵抗値を介して接地されたことになり、＋入
力端子は−入力端子よりも低電位となり、各比較
器１１等の出力はローレベルに転じることにな
る。 分圧器１７は5kΩの抵抗１７１、いずれも
10kΩの抵抗１７２，１７３，１７４，１７５及
び5kΩの抵抗１７６を直列接続したものであり、
ウインドコンパレータ２０が出力する基準電位を
一端に与え、他端をボデイアースしてある。 １５及び１６はスイツチトランジスタであつ
て、夫々のベースに比較器１１及び１２の各出力
を与え、この出力がローレベルになつた場合にオ
ンして抵抗１７１と１７２との接続点P₁及び抵
抗１７２と１７３との接続点P₂をエミツタ側電
位、即ち前記ウインドコンパレータ２０の前記基
準電位と等電位にするように接続してある。また
比較器１３及び１４の出力端子は夫々、抵抗１７
４と１７５との接続点及び抵抗１７５と１７６と
の接続点P₄及びP₅に各接続されている。 比較器２２はその一端子が、そのカソードを比
較器１１〜１４の各出力端子に接続したダイオー
ド２３，２４，２５，２６のアノードに一括して
接続されると共に、可変抵抗器２７を介してバツ
テリ３２の正極側給電ラインに接続され、またコ
ンデンサ２８を介して接地されている。前記ウイ
ンドコンパレータ２０の端子は可変抵抗器４
０，４１を介して接地されており、この可変抵抗
器４１の中間端子に比較器２２の＋端子が接続さ
れている。 ウインドコンパレータ２０は変化する入力電圧
を、自由に設定できる２つの比較基準電圧と比較
して弁別する半導体装置であつて、この実施例で
はシーメンス社製TCA965を用いている。 図においては電源端子であつて自動操向選択
の際に閉路操作すべきスイツチ３１を介してバツ
テリ３２の正極に接続されている。ウインドコン
パレータ２０の端子は電源端子へ、所定電圧
が加えられた場合に、接地端子に対して6.4V
の定電圧を前述の基準電位として発する端子であ
り、前述のように比較器１１〜１４の−端子及び
分圧器１７の一端に接続されている外に舵取セン
サ３３の一端にも接続されている。この舵取セン
サ３３は油圧シリンダ９２のロツドに連動連結さ
れたポテンシオメータよりなり、他端は抵抗を介
して接地してある。舵取センサ３３の出力電圧
V₃₃は油圧シリンダ９２のロツドの進退位置によ
つて変化し、舵取角を表わす信号となるが、該出
力電圧V₃₃は比較器別の対像とする信号として端
子，に与えるようにしてある。なお舵取セン
サ３３は舵取角度が０度（機体が直進する状態）
にある場合にV₃₃＝3.2V（＝6.4／2V）となるよう
に設定してある。また左方向へ舵をとるとV₃₃が
上昇し、逆に右方向へ舵をとるとV₃₃が低下する
ように油圧シリンダのロツドに連動連結してあ
る。 ウインドコンパレータ２０の端子は第４図に
示すようにウインドの中点を規定する電圧を与え
るべき入力端子であつて、分圧器１７における抵
抗１７３と１７４との接続点P₃と接続されてお
り、その電位V₃が端子に与えられる。 前述の端子はまた10kΩの固定抵抗１８１と
1kΩの可変抵抗１８２との直列回路を介して接地
してあり、可変抵抗１８２の中間端子電位をウイ
ンドコンパレータ２０の端子に与えている。端
子への入力電圧V₉は第４図に示すようにウイ
ンドの1/2幅を規定する。 端子，はこれを接地電位にした場合にウイ
ンドコンパレータ２０の出力を禁じる端子であつ
て、ダイオード及び常閉のリミツトスイツチ接点
３４を介してボデイアースに連なつている。この
リミツトスイツチは操舵輪１０１の近傍に配され
ており、これを苗継時のように前倒しにした場合
に接点３４が開路するようにしてある。 端子，はウインドコンパレータ２０の出力
端子であつて夫々２個のトランジスタをダーリン
トン接続してなる駆動回路１９ｒ，１９ｌに接続
され、夫々の出力V₂，V₁₄がローレベルになつた
場合にソレノイド９１ｒ，９１ｌを各励磁するよ
うにしてある。 スイツチ３１にて開閉される正極ラインとボデ
イアースとの間にはスイツチ３１の閉路をその点
灯で示す、自動選択ランプ３５と、常開のリミツ
トスイツチ接点３６及び直進表示ランプ３７の直
列回路が並列的に接続されている。このリミツト
スイツチはピツトマンアーム１０２の回動域に臨
ませて配置してあり、機体が略々直進する状態に
ある場合におけるピツトマンアームの狭い回動角
度範囲（１度程度）にてその常開接点３６が閉路
し、機体が略々直進状態にあることを直進表示ラ
ンプ３７の点灯にて報じるようにしてある。前記
リミツトスイツチ接点３４及びダイオードの接続
点と、ランプ３７及びリミツトスイツチ接点３６
との間にはダイオードとブザ３８との直列回路を
接続してある。このような電子回路のうち触杆８
１〜８４が苗Ｚに接触したことによつて、その電
位が変動したことを検出する回路部分、実施例で
は第４図に一点鎖線で示す触杆から分圧器１７迄
の部分を接触検出回路２４としてセンサボツクス
１０８内に収納してある。このセンサボツクス１
０８は前記底板１０８ｆを含むボツスク本体１０
８ｉと、これを水密的に嵌合固定される蓋板１０
８ｇとからなり、接触検出回路２４をプリント基
板１０８ｄに取付けて内蔵している。そしてこの
接触検出回路２４と操作コラム１１１側に設けら
れるウインドコンパレータ２０、バツテリ３２、
ブザ３８等との接続はセンサボツクス１０８の外
側に配設したコネクタ１０８ｈに接続したシール
ドケーブル８７を介して行われる。 次に第６図に基きウインドコンパレータ２０の
動作につき簡単に説明する。 第６図イ，ロは夫々端子，の２値出力V₂，
V₁₄を横軸にV₃₃をとつて示したものである。V₁₄
はV₃₃〈V₃−V₉でローレベル、V₃₃〉V₃−V₉でハ
イレベルとなり、またV₂はV₃₃〈V₃＋V₉でハイレ
ベル、V₃₃〉V₃＋V₉でローレベルとなる。そして
V₃−V₉〜V₃＋V₉の範囲をウインドと称し、V₃が
中点を、またV₉がその幅の1/2を規定する。本案
装置においては1/2幅を規定するV₉は可変抵抗１
８２で適宜に設定された値で固定されるがV₃は
触杆８１〜８４と既植苗Ｚとの接触状態に応じて
変化し、またV₃₃も舵取状態に応じて変化する。
つまり既植苗と機体との相対的位置関係及び舵取
状態によつてV₂又はV₁₄がローレベルになり、ソ
レノイド９１ｒ又は９１ｌが励磁される結果右又
は左への操向が行われることになる。そしてV₃₃
がウインド内にある場合、つまりV₃−V₉〜V₃＋
V₉の範囲にある場合は操向制御の不感帯として
舵取を行わせない。 而してウインド中点、即ちV₃は既植苗と機体
との相対位置を表わす情報としての意味を有する
が、これにつき説明する。 第１表は触杆８１〜８４に接触している苗の有
無とV₃との関係を一覧表にしたものであり、表
示０は非接触を、また１は接触をあらわしてい
る。また各触杆８１，８２，８３，８４の夫々と
接続されている比較器１２，１１，１４，１３の
出力についてみると表中の０はハイレベルに、ま
た表中の１はローレベルに各相当する。

【表】

【表】 このように４本の触杆に対する１６とおりの接
触状況につき７とおりの電圧しか得られないこと
になるが、各触杆間の離隔寸法その他の寸法条件
を前述のように設定しておくことにより特殊な場
合以外は、苗が何れの触杆にも接触しない、いず
れか１本に接触する又は相隣る２本の接触するの
３つの状況しか存在しないことになるので、実際
には※印を付した１〜５及び７，９，13の欄の８
とおりの状況が現れることになり、これに対して
V₃は4.75V，3.56V，3.2V，2.84V及び1.83Vの５
とおりとなる９欄の状況と13蘭の状況（いずれも
4.75V）の識別或は２蘭の状況と４蘭の状況（い
ずれも1.83V）の識別は操向制御上必ずしも必要
ではなく、また苗が触杆８２，８３間に在る場合
における１欄の状況と７欄の状況とはいずれも操
向が理想的に行われている等価の状況であり識別
は不要であるから、要するにV₃は3.2Vで理想的
な走行状況にあり、これより大であると機体が既
植苗列から遠ざかつている（左側のセンサについ
てみると既植苗列から右へずれている）状況にあ
り、大である程度そのずれが大きく、また3.2V
より小であると機体が既植苗列に接近しすぎてい
る状況にあり、小である程そのずれが大きいとい
うことになる。 このようにV₃は機体位置を示す情報を含むが、
V₃＝3.2Vである１欄の場合は苗が触杆８１〜８
２間又は８３〜８４間にある状態或は触杆８１よ
り外側又は８４より内側にある状態をも含み得る
ことになる。然るところ、後述のように、自動操
向への切換を機体が直進しており、しかも苗が苗
センサに検出されている状況下で行うこととする
限り、後２者の状態が発生する可能性はなく、ま
た前２者については暫時の後にいずれかの触杆が
苗と接触する状態が現出されるので操向制御不能
の状能になることはない。 斯かる構成の本案装置は次のように使用され、
また動作する。即ち１行程以上の植付を終えて既
植苗列が形成されたあと自動操向が可能になる。
いま既植苗列が機体左側に在る場合は左側の苗セ
ンサを既植苗列に接触させるべく操舵輪１０１に
よる手動操向を行う一方で自動操向選択のスイツ
チ３１を閉路する。このような状況下で機体が直
進する状態が実現されるとリミツトスイツチ接点
３６が閉路して直進表示ランプ３７を点灯させる
と共にブザ３８を鳴動させる。運転者はこれによ
り自動操向への切換が可能な状態になつたことを
知り、正確には機体が思いもかけない方向へ進行
していくことがなく安心して自動操向に切換え得
る状態になつたことを知り、この時点で操舵輪１
０１を前倒しにする。そうするとリミツトスイツ
チ接点３４が開路しブザ３８が鳴り止む一方、ウ
インドコンパレータ２０の動作禁止が解かれる。 而して何らかの原因で機体が右方（又は左方）
へずれ、左（又は右）寄りの触杆８２又は８３に
苗が接触する第１表５欄（又は３欄）の状態にな
つたものとすると、V₃は3.56V（又は2.84V）にな
り、ウインドが高（又は低）電圧側へ移動するこ
とになる。舵取センサ３３の出力電圧V₃₃は接点
３６が閉じた状態から自動操向に切換えたので、
3.2V（直進状態）又はこれに近い値にあるからウ
インドの高電圧側（又は低電圧側）への移動によ
りV₁₄（又はV₂）がローレベルとなりソレノイド
９１ｌ又は９１ｒが励磁される結果、機体は左方
（又は右方）へ進行方向を修正し、第１表の１又
は７欄の状態に復帰させる。斯かる動作は触杆８
１又は８４に苗が接触する第１表９欄（又は２
欄）の場合も同様であるが、これらの場合にはウ
インドの高（又は低）圧側への移動量が大きいの
で、仮令、舵取センサ３３の出力が3.2Vより若
干高目（又は低目）の状態にあつたとしても、即
ち左方（又は右方）へ方向を修正している状態に
あつたとしてもV₁₄（又はV₂）がローレベルとな
つてソレノイド９１ｌ又は９１ｒが励磁されて油
圧シリンダ９２を作動させて左方（又は右方）へ
の舵取量を大きくして迅速に１又は７欄の直進状
態に復帰されるべく動作することになる。 而して触杆８１〜８４の何れにも苗Ｚが接触し
ない状態となつた場合、即ちセンサが枕地に到つ
た場合には、常時はハイレベルである比較器２２
の出力が、また触杆８１〜８４の何れかが濡れた
藁を介して接地されたり、泥塊に接した場合には
常時はハイレベルである比較器２３の出力が、
夫々ローレベルに転じ、これによりウインドコン
パレータの端子，が接地電位となつて、その
出力動作が禁じられる一方、ブザ３８が鳴動し、
運転者の注意を喚起する。 以上のように本考案に係る移植機の自動操向装
置は既植苗に接触させ得る位置に取付けた触杆
と、筐体内に収納されており、前記触杆の既植苗
に対する接触に因る電位変動を検出する接触検出
回路とを備え、この電位変動により既植苗列と機
体との相対的位置関係を検出し、検出結果に基い
て既植苗列に倣う走行を行わせる移植機の自動操
向装置において、前記触杆が接触検出回路を設け
た基板に固定されており、また触杆の基板への固
定部近傍に泥よけを配してなるものであるから、
触杆の基板側部分と接触検出回路との位置関係が
固定され、触杆の振動によつて両者の接続導体部
に無用の力が加わらず長期に亘つて断線の虞れが
なく、高い信頼性が得られる。また触杆と接触検
出回路との距離が短いことによりその部分でノイ
ズを拾う可能性が減り、耐ノイズ性が高い。また
触杆基端部を泥よけ８６で保護しているので、汚
や水滴の飛着により触杆同士が短絡することがな
い等、本考案は優れた効果を奏する。

【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図は本案装置を搭載した乗用田植機の左側面
図、第２図は苗センサの外観図、第３図は苗セン
サの取付状態の説明図、第４図は本案装置の電子
回路要部を示す回路図、第５図はセンサボツクス
の構造及びその内部を略示する斜視図、第６図は
ウインドコンパレータの動作説明図である。 １１，１２，１３，１４，２２，２３……比較
器、１７……分圧器、２０……ウインドコンパレ
ータ、３３……舵取センサ、８１，８２，８３，
８４……触杆、８６……泥よけ、１０８……セン
サボツクス、１０８ｄ……プリント基板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 既植苗に接触させ得る位置に取付けた触杆と、
   筐体内に収納されており、前記触杆の既植苗に対
   する接触に因る電位変動を検出する接触検出回路
   とを備え、この電位変動により既植苗列と機体と
   の相対的位置関係を検出し、検出結果に基いて既
   植苗列に倣う走行を行わせる移植機の自動操向装
   置において、前記触杆が接触検出回路を設けた基
   板に固定されており、また触杆の基板への固定部
   近傍に泥よけを配してなることを特徴とする移植
   機の自動操向装置。