JPS6352843B2

JPS6352843B2 -

Info

Publication number: JPS6352843B2
Application number: JP53127959A
Authority: JP
Inventors: Kimitoshi Okita; Shigeo Sato; Toshio Tominaga
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1988-10-20
Also published as: JPS5554814A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、コンバインや農用トラクタ等の移動
農機に関するものであつて、一行程の刈取り収穫
や耕耘走行が終了したのちに次の作業行程に移る
ための機体方向転換を自動的に行うに際し、その
制御性能を高いものにして実施できるようにせん
としたものである。

この種の移動農機の従来技術としては、例えば
特開昭52−127830号公報に記載されたコンバイン
のように、走行用ミツシヨンの駆動出力回転数の
カウント数に基づいて、自動方向転換の制御プロ
グラムを進行させるものや、実開昭52−136030号
公報に記載されたコンバインのように、磁気コン
パスを使つた機体回行方向検出器で自動的に設定
角度だけ機体を方向転換させるものが知られてい
る。

本発明が解決しようとする問題点について説明
する。

移動農機として、例えばコンバインの走行状況
を観察してみると、湿田ではスリツプを生じ易
く、泥土の硬軟の程度によつて機体走行量に大き
な差を生じてくる。そのために、規定カウント数
に基づいて自動方向転換の制御プログラムを逐次
進行させるという前者の従来技術では、走行速度
の変化による影響は少ないものであつても、圃場
条件によつて回行量に大きな差を生じる問題があ
つた。そこで、機体回行角度の決定に磁気コンパ
スを利用し、設定した角度だけ確実に方向転換さ
せようとする後者の従来技術が提案された。この
従来技術によつて正確な回行角度が得られるよう
になつたが、例えば回り刈りによつて穀稈を刈取
り収穫する場合の一行程終了後の自動方向転換を
この技術で行うときなどのように、連続した旋回
走行によつて方向転換を完了させる場合に問題を
生じていた。

すなわち、連続した旋回走行によつて方向回転
を完了させるために旋回距離が長くなり、スリツ
プの影響を受け易くなつて、圃場条件で旋回半径
に異同を生じるようになる。このため、回行角度
としては正確なものが得られても、次行程におい
て作業を開始する予定の位置から大きく機体が左
右に位置ズレしてしまい、方向転換の完了後に移
動農機の突入位置を再度位置合わせしなければな
らない問題があつた。

本発明は以上に説明した従来技術の問題点を解
決せんとするものであり、その技術的手段の特徴
は、機体の方向転換作動を所定角度での回行行程
と直進走行行程の組合わせたものとして予めプロ
グラムして、前記プログラムに基づいて自動方向
転換制御を行う自動方向転換機構した移動農機に
おいて、一行程での作業終了を検出するセンサー
と、機体の対地絶対方位を検出するコンパスと、
走行用伝動系の軸の回転を検出する回転数検出器
とを備えるとともに、前記自動方向転換機構で
は、前記回行行程で前記コンパスの検出結果に基
づいて方向制御を行い、直進行程で前記回転数検
出器の信号計数に基づいて直進距離制御を行うよ
う構成してあり、さらに、その自動方向転換機構
の前記プログラムは、前記センサーによる一行程
での作業終了信号に基づいて、その作業終了地点
を起点として機体の方向転換作動を開始し、か
つ、方向転換の前進がわおよび後進がわの各行程
を、一定距離の前記直進行程と、その後の前記回
行行程との組合わせで行うように組まれている点
にある。

上記の技術手段によつて次の作用が得られる。

(イ) 方向転換の各行程のうち、スリツプの出易い
回行行程はコンパスで検出した対地絶対方位に
基づいて正確な角度の回行制御を行うととも
に、比較的スリツプの生じ難い直進行程では信
号計数に基づいて、走行速度の変化による影響
も少なく正確な直進距離制御を行うことによつ
て、回行行程と直進行程とを、ともに誤差少な
く行い易い。

(ロ) 方向転換の各行程を誤差少なく行つたとして
も、方向転換を開始する起点が区々であると、
やはり、最終的な方向転換終了位置が所期通り
には定まらないものであるが、一行程での作業
終了を検出するセンサーからの信号に基づい
て、その作業終了地点を方向転換作動の開始起
点とするものであるから、起点のずれによる方
向転換終了位置のずれを避け易い。

(ハ) そして、方向転換を行うには、前進および後
進の各行程を含むことが必要であるが、これら
の各行程を、単純な直進のみ、あるいは、回行
のみで行うのではなく、前進がわの行程のうち
でも始めの一定距離は直進行程で進行し、その
後の行程として回行行程を組合わせることで、
ある程度の方向転換を行い、さらにその後に行
う後進がわの行程のうちでも、始めの一定距離
はやはり回行行程に先行して直進行程で行い、
方向転換を完了させるので、大きな曲率半径で
長い距離を回行行程により前後進する必要がな
い。つまり、泥土の硬軟によるスリツプの影響
を受け易い回行行程での機体進行量を極力制限
して、方向転換の開始機点からの位置的なずれ
を極力少なくし得る作用がある。

上記(イ)〜(ハ)の作用によつて、泥土の硬軟の条件
等にさほど影響されずに常にほぼ予定の位置で方
向転換を完了できる。したがつて、従来において
度々行われていた方向転換完了後の位置合わせを
極力省略した能率の良い作業を行える利点があ
る。

以下に、実施例を例示図に基づいて詳述する。

第１図は移動農機の一例に挙げたコンバインの
側面を又、第２図はその前部及び走行部の概略平
面を示す。図において１，１は左右一対のクロー
ラ走行装置、２…は引起し装置、３は刈取装置、
４は複数条の刈取穀稈を中央に横搬送して合流す
る横搬送装置、５は合流された穀稈を後方上方に
搬送する後方搬送装置、６は脱穀装置、７はフイ
ードチエーン、８は排ワラ処理装置である。

前記クローラ走行装置１，１は第２図に示すよ
うにミツシヨンケース９の両側に配備され、左右
の操向クラツチ１０，１０を介して独立に駆動及
び駆動解除可能に構成されるとともに、各操向ク
ラツチ１０，１０は電磁制御バルブ１１によつて
制御される一対の単動油圧シリンダ１２，１２に
よつて駆動されるよう構成されている。又、前記
電磁制御バルブ１１は機体前部に設けられた茎稈
接触センサーS₁，S₂，S₃に制御回路１３を介して
接続されており、条刈り（穀稈列に沿う刈取り）
走行時には刈り巾の未刈り側端部に対向配置した
一対のセンサーS₁，S₂間に植立穀稈を導くよう
に、センサーS₁，S₂の揺動変位検出に伴つて前記
バルブ１１を制御して機体を操向し、又、横刈り
（穀稈列に対して交差する方向の刈取り）走行時
には刈り巾の既刈り側端部に設けたセンサーS₃が
植立穀稈群の最既刈り側端の株に追従接触するよ
うに、このセンサーS₃の揺動変位量の検出に伴つ
て前記バルブ１１を制御するように構成され、条
刈り横刈りに拘わらず植立穀稈に追従する自動操
向を行えるよう構成されている。

又、前記ミツシヨンケース９はエンジンＥに連
結された正逆転可能な油圧式無段変速装置
（HST）１４に接続されるとともに、その入力軸
１５には回転数検出器６が装備されている。又、
前記変速装置１４の変速レバー１７には変速位置
を検出する検出機構１８が装備されるとともに、
レバー１７が摩擦機構１９を介して変速駆動モー
タ２０に連動連結されており、手動による任意の
変速操作を行えるとともに、変速駆動回路２１を
介して駆動制御される前記モータ２０によつても
自動操作できるよう構成されている。

以上のような自動操向可能なコンバインにおい
て本発明では更に次のような自動方向転機構が装
備されている。

機体には機体の絶対方位を検出するコンパス２
２が支柱２３を介して装備されている。このコン
パス２２の構造は、第３図及び第４図に示すよう
に、定速駆動されるモータ２４の垂直出力軸２５
に非磁性材のデイスク２６が取付けられるととも
に、このデイスク２６に磁束レンズとホール素子
を具備した地磁気強度検出機構２７が水平に取付
けられ、更に、デイスク２６の周縁近くには一定
の回転位相角ピツチで小孔２８…が形成されると
ともに、この小孔２８に対向する位置に周知構造
による光電式の角度パルス発生機構２９が配備さ
れ、又、デイスク２６の適所に設けられた別の１
個の小孔３０に対向する光電式のパルス発生機構
３１〔以後位置パルス発生機構と呼称する〕が配
備され、もつて地磁気利用のコンパスが構成され
ている。尚、前記両パルス発生機構２９，３１は
平面視において機体前方位置Ｆに対して第４図中
に示す位置に配設されている。

第５図は自動旋回制御機構の概略を示すブロツ
ク線図であり、図中のＡ部が上記磁気コンパス２
２の回路構成部を示し、前記角度パルス発生機構
２９、位置パルス発生機構３１及び地磁気強度検
出機構２７が計数回路３２、計数回路ゲート制御
回路３３、方位検出パルス発生回路３４及び方位
変換回路３５に図示のように接続されている。

前記角度パルス発生機構２９からは第６図イに
示すように定周期のパルスが常に発せられ、これ
がクロツクパルスとして用いられる。地磁気強度
検出機構２７からは第６図ロに示す出力信号が得
られる。この実施例では前記デイスク２６を時計
方向に回転させているので、正ピーク点Ｎが北
位、負ピーク点Ｓが南位、正から負への転換点Ｅ
が東位、負から正への転換点Ｗが西位として夫々
判別される。方位検出パルス発生機構３４からは
地磁気強度検出機構２７の出力変化に基づいて第
６図ハに示す信号が出されており、東位Ｅにおい
て信号が立上り、西位Ｗにおいて立下がつてい
る。前記位置検出パルス発生機構３１からは第６
図ニに示すように機体に対する一定位置において
のみ１つのパルスが発せられる。前記ゲート制御
回路３３にはＪ−Ｋフリツプフロツプが含まれて
おり、そのＪ端子入力信号及びＫ端子入力信号が
第６図ホ及びヘで示される。図から明らかなよう
にＪ端子入力信号ホは方位検出パルスハの立上り
に基づき、又、Ｋ端子入力信号ヘは位置検出パル
スニの立上りに基づいている。その結果Ｊ−Ｋフ
リツプフロツプからは第６図トに示す出力信号が
得られ、この信号を反転した第６図チに示す信号
がゲート制御信号として計数回路３２に伝えられ
る。

計数回路３２はゲート制御信号チの０位範囲で
作動し、デイスク２６が１回転するごとに、東位
Ｅから機体位置検出パルスが発せられる間におけ
るクロツクパルス数（実施例では８パルス）を計
数する。又、方位変換回路３５では計数回路３２
でのパルス計数値から機体の対地絶対方位を演算
するよう構成されている。

次に上記磁気コンパス２２を用いた自動回行制
御機構について説明する。

前記方位変換回路３５は記憶回路３６と偏差演
算回路３７に接続されており、記憶回路３６で記
憶した検出方位を基準方位として、この基準方位
と実検出方位との偏差をこの回路３７で演算する
よう構成されている。そして、この演算回路３７
が希望角度回行のためのプログラム制御回路３８
接続されるとともに、このプログラム制御回路３
８からの指令で弁制御回路１３及び変速駆動回路
２１を作動させるように構成されている。又、前
記記憶回路３６は、横搬送装置９の終端近くに設
けた穀稈存否検出センサーS₄に接続されていて、
穀稈非存在が検出されるとその時点の検出方位を
記憶するようになつている。又、ミツシヨンケー
ス入力軸１５の回転数検出器１６も前記プログラ
ム制御回路３８に接続されている。

次に上記構成による自動方向転換作動を説明す
る。

第７図は植立穀稈群Ｂをその外周に沿つて刹取
つてゆく、いわゆる回り刈りを行う場合の行程を
示し、このときの機体方向転換は直進走行行程
(a)、(c)と設定角度での回行行程(b)、(d)の組合わせ
として予めプログラム制御回路３４にセツトされ
ている。

(n) 刈取走行行程センサーS₁，S₂，S₃を用いた自動追従走行が
行われる。

(a) 機体方向転換第１行程機体が植立穀稈群Ｂから外れるとセンサーS₄
が穀稈の非存在を検出し、この時点から入力軸
１５が予め設定した回数だけ駆動されると変速
レバー１７が中立に自動操作される。つまり、
刈取り走行が完了すると一定距離だけ直進して
一旦自動停止されるのである。又、前記センサ
ーS₄の穀稈非存在検出に基づいてこの時点での
機体検出方位が記憶される。

(b) 機体方向転換第２行程次に変換駆動回路２１が作動して変速レバー
１７が予め設定された回行用の前進位置まで自
動操作されるとともに、弁制御回路１３が作動
して左方の操向クラツチ１２のみが切られ、機
体は左方に回行前進してゆく、この回行行程で
は、コンパス２２で時々刻々検出される方位と
記憶された基準方位との偏差が偏差演算回路３
７で演算され、予め設定された希望回行角度と
比較される。そして、基準方位から左方に設定
角度（例えば45゜）だけ方向転換された時点で
変速レバー１７が中立停止位置に自動操作され
る。

(c) 機体方向転換第３行程機体が一旦停止したのち一定時間が経過する
と、次に変速レバー１７が予め設定されている
回行用の後進変速位置にまで自動操作され、前
行程(b)によつて定められた機体姿勢のまゝの直
進後退が行われる。又、後進開始時点から前記
入力軸１５の回転数の計数が開始され、予め設
定した値の計数が満了するまで直進後退が維持
される。

(d) 機体方向転換第４行程計数が満了すると、右方の操向クラツチ１２
が切られて後進右回行に移る。又、これと同時
に後進右回行の希望回行角度が新らたにセツト
され、基準方位と実検出方位との偏差が時々
刻々比較され、設定角度（例えば90゜）だけ方
向転換されると変速レバー１７が中立停止位置
に自動操作される。

以上で１回の自動回行が完了する。そして操縦
者が変速レバー１７を手動操作して前進に切換え
て次の自動追従刈取り走行行程(e)に移るのであ
る。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動方向転換機構付き移動
農機の実施例を示し、第１図はコンバインの全体
側面図、第２図は機体前部及び走行部を示す概略
平面図、第３図は磁気コンパスの縦断正面図、第
４図は磁気コンパスの平面図、第５図は自動方向
転換機構のブロツク線図、第６図イ〜チは制御回
路の各部の信号波形線図、第７図は自動方向転換
径路を示す概略平面図である。２２……コンパス、１５……軸、１６……回転
数検出器。

Claims

【特許請求の範囲】

１機体の方向転換作動を所定角度での回行行程
と直進走行行程の組合わせたものとして予めプロ
グラムして、前記プログラムに基づいて自動方向
転換制御を行う自動方向転換機構した移動農機に
おいて、一行程での作業終了を検出するセンサー
S₄と、機体の対地絶対方位を検出するコンパス２
２と、走行用伝動系の軸１５の回転を検出する回
転数検出器１６とを備えるとともに、前記自動方
向転換機構では、前記回行行程で前記コンパス２
２の検出結果に基づいて方向制御を行い、直進行
程で前記回転数検出器１６の信号計数に基づいて
直進距離制御を行うよう構成してあり、さらに、
その自動方向転換機構の前記プログラムは、前記
センサーS₄による一行程での作業終了信号に基づ
いて、その作業終了地点を起点として機体の方向
転換作動を開始し、かつ、方向転換の前進がわお
よび後進がわの各行程を、一定距離の前記直進行
程と、その後の前記回行行程との組合わせで行う
ように組まれていることを特徴とする自動方向転
換機構付き移動農機。