JPS642563Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

本考案は移植機の自動操向装置に関し、更に詳
述すれば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既植苗に接触して所定の信
号を発する苗センサにて捉え、これによつて自動
操向を行うようにすると共に、苗ころびを発生さ
せることがないようにし、更に、既植苗列からの
偏位量の大小に応じた舵取を行わせるようにして
ハンチングをなくした移植機の自動操向装置を提
案したものである。 田植機等の移植機においては苗を整然と直線列
状に植付けることが苗の生育の均一化、収穫作業
の機械化にとつて極めて重要である。このために
従来から種々の自動操向装置が提案されている
が、その操向制御方式は大別すると地下に埋設し
たケーブルから発せしめた電磁波等、特別に設け
た案内手段に追随させるものと、既植苗列に倣わ
せるものとが在る。後者の方式においては既植苗
と機体との相対的位置関係を捉える必要があり、
この為に光学的センサが主として採用されてき
た。ところが光学的センサは、受光面へ泥等が付
着して誤動作し易いという難点があり、実用化す
る上での隘路となつていた。また苗に接触させて
その圧接力によりセンサアームを回動させ、その
回動量によつて操向情報を得る装置もあるが、こ
の場合は移植したばかりの苗が弱く正確な操向情
報が得られないとか苗ころびを生ぜしめる等の不
具合がある。 本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであ
つて、苗の電気抵抗を利用して苗の存在を電気的
に検出することとして、正確に既植苗列と機体と
の相対的位置関係を捉え、これにより誤動作な
く、またハンチングなしに操向制御を行えると共
に苗ころびを生ぜしめることがない移植機の自動
操向装置を提供することを目的とする。本考案に
係る移植機の自動操向装置は、既植苗と機体との
相対的位置関係を捉えて既植苗に倣う走行を行わ
せるようにした移植機の自動操向装置において、
既植苗に接触すべく機体左右方向に少なくとも４
本配してある導体製の触杆と、該触杆の対地電位
を検出する回路と、検出した対地電位により既植
苗と接触する触杆を判定する手段と、予め定めて
ある複数の舵取角からこの判定結果に基づいて選
択した舵取角で操向する手段とを具備することを
特徴とする。 以下に本考案をその実施例を示す図面に基いて
詳述する。第１図は本考案に係る自動操向装置を
塔載してなる田植機の左側面図であつて、操向は
ソレノイド2ls又は2rs（第３図参照）の励磁によ
つて作動される電磁弁（図示せず）にて油圧回路
の油路切換を行い、図示しない油圧シリンダを作
動せしめ、前部機体Ｆに水平回動可能に連結され
ている後部機体Ｒを左方又は右方へ回動せしめて
行うようになつている。 植付部１０３は１本のトツプリンク１０４及び
左右一対のロワーリンク１０５（図には左側のも
ののみ現れている）にて機体本体の前部に連結さ
れ、更に左右のロワーリンク１０５夫々に連結さ
れたリフトアーム１０６（図には左側のもののみ
現れている）の上下回動によつて昇降されるよう
になつている。 而して植付部１０３のバンパー１０３′の左右
の側部には夫々４組の苗センサが取付けられてい
る。即ち左側の苗センサについて第２図に示すよ
うにバンパー１０３′の左側部分から機体外方へ
張出させたパイプ製のアーム１０７の先端部には
センサボツクス１０８が取付けられており、この
センサボツクス１０８からは４本の触杆８１，８
２，８３，８４を突出配設させている。 触杆８１〜８４は細い導体からなり、前後側の
端部が上方に屈曲されており、中間の直線部分は
既植苗列の機体進行方向株間寸法約150mmより十
分長い寸法、具体的には株間寸法の２倍強である
約350mmとしてあり、前側の端部はセンサボツク
ス１０８内で固定され、夫々に内部の電子回路に
接続されている。触杆８１〜８４は機体の左右方
向に夫々約50mm離隔するように８１，８２，８
３，８４の順で左方から右方に並設され、この離
隔寸法を確保し得るように直線部分の前側屈曲部
と、後側屈曲部とにおいて電気絶縁物よりなる横
杆１０９，１０９に適当な方法で固定され、更に
上方に位置する後側端部と、センサボツクス１０
８との間に跨設した絶縁板１０９′で支持し、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３図は自動操向装置の要部電子回路図であ
る。この図において詳しく示した苗センサ81lに
つきその構成を説明すると、前記触杆８１は保護
抵抗１５を介して比較器１１の入力端子に接続さ
れ、該比較器の＋−入力端子間にはバイアス抵抗
１４と、逆並列とした２つの保護用ダイオード１
６，１６とが並列接続されている。バイアス抵抗
１４は、10MΩ程度の高抵抗値を有しており、比
較器１１の−入力端子の電位を＋入力端子の電位
より僅かに高くなるようにバイアスしている。 さて触杆８１に接触する既植苗Ｚの株元から先
端迄の表面抵抗値はその吸湿状態又は水分付着状
態にもよるが、凡そ50MΩ〜100MΩの範囲に在
り、一般的には80MΩ程度の値となつている。既
植苗Ｚの株元は圃場の水中に在り、その電位はボ
デイアースと同一であるから、その先端部が触杆
８１に接触すると、該触杆は高抵抗の既植苗Ｚを
介して接地されたことになり、比較器１１の−入
力端子の電位は＋入力端子の電位よりも僅かに低
くなり、比較器１１の出力端子OUTは既植苗Ｚ
が非接触の場合のローレベルからハイレベルに転
じることになる。つまり比較器１１は触杆８１の
対地電位を検出する回路として機能する。 このように一つの苗センサは１本の触杆とこれ
に接続された比較器１１及びバイアス抵抗１４等
の電子回路からなるが、第３図では機体左側に設
けられる触杆群を８ｌ、右側に設けられる触杆群
を８ｒとし、左側の触杆群８ｌを構成する触杆８
１，８２，８３，８４夫々に係る苗センサを夫々
８１ｌ，８２ｌ，８３ｌ，８４ｌとして表わして
ある。一方、右側の触杆群８ｒの構成は左側のも
のと同様に各触杆を左から右に８１，８２，８
３，８４の順に並設してある。そして右側の触杆
８１，８２，８３，８４夫々に係る苗センサを
夫々８１ｒ，８２ｒ，８３ｒ，８４ｒと表わして
おり、これら左右の計８個の苗センサの出力、即
ち夫々の比較器１１の出力端子OUTから得られ
る信号は８１ｌと８１ｒ，８２ｌと８２ｒ、８３
ｌと８３ｒ及び８４ｌと８４ｒを夫々ペアとして
一括して自動操向装置の制御中枢となるデータ処
理装置１の入力ポートP₁₀〜P₁₃へペア別に入力さ
れるようにしてある。 苗センサ８１ｌ〜８４ｌにて構成されるセンサ
ユニツト８０ｌ及び苗センサ８１ｒ〜８４ｒにて
構成されるセンサユニツト８０ｒは夫々前述した
如く左右のロワーリンク１０５夫々に取付けられ
ているがデータ処理装置１は機体本体の適所、例
えば操作コラム１１１内に格納されている。そし
て苗センサとデータ処理装置１とはパイプ状のア
ーム１０７を挿通させたケーブルによつて接続さ
れている。なお、センサユニツト取付位置は前述
のバンパー１０３′に限らず、それより後方のロ
ワーリンク１０５の側面としてもよい。 データ処理装置１は所謂マイクロコンピユータ
であつて、この実施例ではメモリ装置も備えた米
国インテル社製のワンチツプマイクロコンピユー
タ8748−８を使用している。而してこのデータ処
理装置１は次のようにして既植苗と機体との相対
的位置関係を認識するようにプログラムが組まれ
ている。即ち、植付工程によつて左右いずれかの
センサユニツト８０ｌ又は８０ｒの触杆群８ｌ又
は８ｒに既植苗Ｚが接触することになるが、いず
れの場合においても、最左側の触杆８１のみに苗
が接触した場合（即ちこの触杆８１に連なる比較
器１１の出力のみが反転して、これがデータ処理
装置１に検知された場合）は機体が右方に大きく
片寄つた状態にあると認識する。換言すれば既植
苗列が機体左方（又は右方）に在る場合には機体
が既植苗列に対して離隔（又は接近）し過ぎてい
ると認識する。 次に触杆８１，８２に既植苗が接触した場合は
機体が右方に若干片寄つた状態にあると認識す
る。また触杆８２，８３に既植苗が接触している
場合は機体が既植苗列と望ましい離隔距離を保つ
て機体の位置が正常であると認識する。更に触杆
８３，８４に既植苗が接触した場合は機体が左方
に若干片寄つた状態にあり、更にまた触杆８４に
のみ既植苗が接触した場合は機体が左方に大きく
片寄つた状態にあると認識する。そして各状況に
応じて既植苗列に倣う走行を行わせるのに必要と
される舵取角を第１表の如くに決定する。 但し、舵取角の正負符号は正で左方への舵取
を、負で右方への舵取を示すものとし、またθ₂＞
θ₁とする。

【表】 なお不要の操向が行われて制御系がハンチング
を起したり、乗心地が悪化するのを防止するため
に第１表の１〜５の各ケースに当てはまらない苗
と触杆との接触状態が現れた場合はより小さい舵
取角となるように（実施例の如く触杆が４本であ
る場合は０となるように）決定される。例えば触
杆８２又は８３のみに接触した場合は０、８１，
８２，８３又は８２，８３，８４の３本に接触し
た場合は０とする。いずれにしても機体の片寄り
の大小に応じて舵取角が大となるようにする。こ
の見地から触杆は２本では論理的に、また３本で
は実際上、その判別は不可能であり少なくとも４
本を必要とする。 このように苗センサ８１ｌ〜８４ｌ又は８１ｒ
〜８４ｒの出力の組合せ、即ち出力パターンに基
き舵取角が決定されると、データ処理装置１はこ
の舵取角を実現すべく出力ポートP₁₄，P₁₅から操
向制御信号を発する。 この出力ポートP₁₄，P₁₅に連なる電子回路は機
体を左、右方へ各旋回させる際に励磁すべきソレ
ノイド２ls，２rs及び植付部１０３の昇降を行わ
せる油圧回路中に設けられた電磁弁のソレノイド
２ｃ（その励磁により植付部１０３の昇降がロツ
クされる）に対する通電を制御するためのドライ
ブ回路であり、比較器２１ｌ，２１ｒ、夫々にダ
ーリントン接続された２個のPNPトランジスタ
２２ｌ，２３ｌ及び２２ｒ，２３ｒ等からなる。
出力ポートP₁₄又はP₁₅は決定された舵取角が０で
ある場合にはハイレベルであり、舵取角が＋θ₂，
＋θ₁又は−θ₂，−θ₁となつた場合にローレベルと
なる。この出力ポートP₁₄又はP₁₅から発せられる
操向制御信号は比較器２１ｌ又は２１ｒの＋入力
端子に加えられるようにしてあり、その出力端子
からは出力ポートのレベルのハイ・ローに一致す
る信号が発せられることになる。そしてこの信号
はダーリントン接続された一方のトランジスタ２
２ｌ又は２２ｒのベースに入力されるようにして
ある。該信号がハイレベルにある間はトランジス
タ２２ｌ又は２２ｒはオフしているが、ローレベ
ルに転じるとオンになり、これに伴つて他方のト
ランジスタ２３ｌ又は２３ｒもオンに転じること
になる。このように出力ポートP₁₄又はP₁₅がロー
レベルになつたときにオンとなるトランジスタ２
３ｌ又は２３ｒのエミツタは正電位＋Vccとして
あり、コレクタはソレノイド２ls又は２rsを経て
ボデイアースされている。一方ソレノイド２csの
一端はボデイアースされ、他端はダイオード２
４，２５のカソード及びダイオード２６のアノー
ドに接続されている。ダイオード２４，２５のア
ノードは夫々トランジスタ２３ｌ，２３ｒのコレ
クタに接続され、またダイオード２６のカソード
は＋Vccのラインに接続されている。更に今一つ
のダイオード２７のカソードを＋Vccのライン
に、またアノードをトランジスタ２３ｌのコレク
タに接続してある。従つてトランジスタ２３ｌ又
は２３ｒがオンとなつた場合にはソレノイド２
ls，２cs又は２rs，２csの双方に通電が行われる
ことになる。即ち左、右への旋回が行われる場合
には植付部１０３の昇降をブロツクするようにし
て、この昇降のための油圧回路へ圧油を供給せず
操向を強力に行わせるようにしてある。 比較器２１ｌ，２１ｒ夫々の出力端子とボデイ
アースとの間にはスイツチ２８ｌ，２８ｒを夫々
介在させてある。スイツチ２８ｌ又は２８ｒは操
舵輪１０１を適当量左方（又は右方）へ回動させ
た場合に閉路するように配したものであつて、そ
の閉路により比較器２１ｌ又は２１ｒの出力端子
をローレベルとして、トランジスタ２２ｌ，２３
ｌ又は２２ｒ，２３ｒをオンさせ、これによつて
ソレノイド２ls又は２rsへの通電が行われ、手動
で操向操作が行えるようになつている。このよう
に手動操向は単にスイツチ２８ｌ，２８ｒを閉路
させるだけで足りるので操舵輪１０１を設けるま
でもなく操作コラム１１１に押ボタンスイツチと
して上記スイツチ２８ｌ，２８ｒを設けることと
してもよい。 さて４１は舵取センサであつて、前述した操向
に与る油圧シリンダに連動連結されたポテンシオ
メータによりなり、左右への舵取量に応じた電圧
を出力するようにしてある。この舵取センサ４１
の出力電圧はタイマ用のIC（555型）よりなる
Ｖ／Ｆ（電圧／周波数）変換器４２へ入力され、
ここでＶ／Ｆ変換された信号がデータ処理装置の
入力ポートT₁へ入力されるようにしてある。 而してポートT₁への入力信号によりデータ処
理装置１は出力ポートP₁₄，P₁₅からの操向制御信
号による実際の舵取状態を検知することができ
る。そして前述の如くして決定され、適宜のレジ
スタに格納されている舵取角±θ₁，±θ₂のデータ
と、Ｖ／Ｆ変換器４２経由で舵取センサ４１から
入力される実際の舵取角とが一致すると出力ポー
トP₁₄，P₁₅の出力をハイレベルに復帰させ直進状
態に戻すこととしてある。なおデータ処理装置１
に対して、適宜に設けたスイツチにより入力され
る信号AUTOはこの移植機の運転を自動モード
で行う場合にこれを指令する信号であつて、その
入力により植付部１０３の下降等、所定のイニシ
ヤル動作が行われ、次いで前述した如き自動操向
が行われるようにしてある。 叙上の如く構成された本案装置を塔載した移植
機は最初の１行程のみを手動操向によつて走行さ
せ、次行程からはセンサユニツト８０ｌ又は８０
ｒを用いて既植苗群中最も右側（又は左側）に在
る既植苗列を倣いガイドとしての自動操向を行わ
せるようにして使用される。而してこの自動操向
を行わせている間において、触杆８１〜８４のい
ずれか（１本又は複数本）が既植苗Ｚに接触する
ことになり、その接触状態に応じて操向制御が行
われていくのである。この間においては触杆は苗
に圧接されず、単に接触するだけでその存否が検
出されるのである。而して本実施例においては触
杆の長さ、正確には既植苗と接触すべき、機体の
前後方向に延びる下側の直線部分の長さが、既植
苗列の株間寸法に比して十分長いので、その既植
苗列中に欠株箇処が存在したとしてもその前後の
株が必ずいずれかの触杆に接触するから、欠株の
ためにいずれの触杆も苗に接触しない状態となつ
て、データ処理装置１が制御不能の状態となる
（制御態様によつては過大に左方又は右方へ舵取
を行わせる状態となる）ような虞れは皆無とな
る。また倣いとする既植苗列と機体との距離の大
小、つまり、機体の片寄りの量に応じた舵取角度
で操向するので過大な操向が防止され、ハンチン
グが生じない。これらにより安定した自動操向が
可能となる。そして本考案の自動操向装置におい
ては触杆は苗に接触してその対地電位を検出する
ためのものであるので苗に圧接させる必要がな
く、このために苗ころびを生じることがない等、
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図は触杆群の斜視図、第３図は自動操向
装置の要部電気回路図である。 １…データ処理装置、８ｌ，８ｒ…触杆群、８
０ｌ，８０ｒ…センサユニツト、８１，８２，８
３，８４…触杆。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 既植苗と機体との相対的位置関係を捉えて既植
   苗に倣う走行を行わせるようにした移植機の自動
   操向装置において、既植苗に接触すべく機体左右
   方向に少なくとも４本配してある導体製の触杆
   と、該触杆の対地電位を検出する回路と、検出し
   た対地電位により既植苗と接触する触杆を判定す
   る手段と、予め定めてある複数の舵取角からこの
   判定結果に基づいて選択した舵取角で操向する手
   段とを具備することを特徴とする移植機の自動操
   向装置。