JPS644601B2

JPS644601B2 -

Info

Publication number: JPS644601B2
Application number: JP3566982A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Sato
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1982-03-04
Filing date: 1982-03-04
Publication date: 1989-01-26
Also published as: JPS58152410A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、超音波パルスを発信する発信器と、
その反射超音波を受ける受信器とを備えた作業部
の対地レベル検出装置に関するものであり、例え
ば刈取収穫機としてのコンバインに昇降自在に支
持された刈取装置の対地レベル検出装置に関す
る。

超音波を利用した対地レベル検出装置は、発信
器から超音波パルスを地面に向けて発信し、発信
した超音波パルスが地面に当たり反射した反射波
を受信器にて受信し、電気信号に変換し、超音波
パルス発信時から受信までの時間遅れを測定する
ことにより、地面までの距離を測るものである。

従来技術の問題点として、発信器から受信され
る超音波パルスを受信器で直接に受信してしま
う、いわゆる直接波廻り込み現象があつた。この
点について説明する。受信器が反射超音波を受信
した時点を決定するためには、受信器から出力さ
れる反射超音波の検出信号が設定レベル以上であ
るか否かを判別することとなる。反射超音波の強
度は、被検出物体の距離が近い場合は強く、遠い
場合は弱くなるので、被検出物体の距離に応じて
受信器から出力される検出信号のレベルが変動す
ることとなり、上記反射超音波の受信時点を決定
するためのしきい値（シユレシヨルド値）を低く
設定しなければ測定可能距離を大きくできない制
約がある。前記直接波の廻り込み量は、発信器か
ら発信される全エネルギーに対してごくわずかで
はあるが、前記の理由からしきい値を低く設定し
ているので正規の反射信号電圧に較べて無視でき
ないものであつた。そのために、従来では発信器
と受信器とを離して廻り込みが生じないように設
けねばならず、超音波パルスを利用した対地レベ
ル検出装置の小型化は困難とされていた。

また、超音波パルスを利用した対地レベル検出
装置を使用する場合の実際的な問題として、前記
直接波の廻り込み以外に、発信器や受信器を取り
付けるフレーム、更にはその周辺にある各種部材
で反射された不要な反射波の感知の問題がある。
この点を、刈取収穫機としてのコンバインに昇降
自在に支持された刈取装置の対地レベル検出装置
として組込み使用する場合を例にとつて説明す
る。一般に、コンバインにおいては刈取装置の前
端部が地面に突込むのを防ぐように、刈取装置の
前端部に対地レベル検出装置を設けるとともに、
検出装置保護の意味から、刈取装置の先端に設け
られた分草具の背後に設けている。より具体的に
は、前記の分草具は支持強度面から先端部の下方
を支持フレームに取り付けていること、並びに、
対地レベルの検出精度を十分に保持させるために
は、検出装置をできるだけ地面から高い位置に設
けるべきであるとの理由から、実際には分草具の
背面で支持フレームの上方に対地レベル検出装置
を設けている。したがつて、超音波パルス利用の
対地レベル検出装置を刈取装置に組込む際には、
検出装置と地面との間に支持フレームが位置する
状態となり、受信器が地面からの反射波を受信す
る前に支持フレームからの反射波を受信して誤動
作する問題があつた。

本発明は、直接波の廻り込みによる誤動作や、
不要な反射波の受信による誤動作を防止した作業
部の対地レベル検出装置の提供を目的とする。

本発明の技術的手段の特徴は、前記発信器から
の超音波パルスの発信周期を、その超音波パルス
が発信されてから検出対象地面に反射して受信さ
れるまでの時間間隔よりも長く設定するととも
に、前記受信器の側に、前記発信器の超音波発信
時からの時間経過に伴つて感知レベルを小さくす
るように変化させるしきい値調節手段を設けたこ
とである。

次に、本発明の作用効果について説明する。先
に述べた直接波の廻り込みは、発信器と受信器と
を近接して配置したときに問題となる現象であ
り、近接しているために超音波の短絡経路も短
く、そのために直接波は超音波パルスの発信直後
に検出される。また、検出装置の近くにある各種
部材からの不要な反射波は、検出装置と各種部材
との距離が一定であるために、超音波パルスを発
信してから常に一定時間後に検出されるととも
に、その遅れ時間は地面からの反射波よりも短
い。すなわち、超音波パルスを発信すると、まず
直接波が受信され、次に不要な反射波が所定の遅
れ時間を経て検出され、その後に最も遠い箇所で
ある地面からの反射波が受信される。本発明はこ
の点に着目したものであつて、超音波パルスの発
信直後はしきい値を高く設定しておき、直接波や
不要な反射波を除きながら、時間経過に伴つて感
知レベルを小さくして、地面からの弱い反射波を
正規の反射波として確実に受信するのである。し
たがつて、発信器と受信器を近接させて設けて
も、発信器からの廻り込み直接波を受信して誤動
作したり、対地レベル検出装置近傍にある物体か
らの不要な反射波を受信して誤動作することを防
止できる。もつて、対地レベル検出装置の小型化
を図ることができると共に、それを利用する機器
に組み込む際に、その設置位置の選択が容易にな
るとの勝れた効果が得られる。

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、刈取収穫器としてのコンバインの前
部における刈取装置１の側面図であつて、刈取装
置１は、引起し装置２、刈刃３、搬送装置４を有
し、分草具５…がその引起し装置２の下部前方に
配置されている。この分草具５…は、その下部尖
端部が刈取装置１の機体フレームに連設の支持フ
レーム６…の先端部に固着されている。そして、
一体または別体に構成された発信器７と受信器８
とから成る超音波センサー９が、この分草具５…
のひとつ（最も既刈側のもの）の背後に、その支
持フレーム６の上方に配置された状態で固着され
ている。

第２図は制御装置のブロツク図である。１０は
一定時間間隔でパルスを発生するパルス発生器で
あり、その出力は、一定時間間隔で超音波を発信
させるため超音波発信器７に入力されると共に、
制御演算部１１及び感知レベルのシユレシヨルド
値を発生するしきい値調節手段１２に入力され
る。そこで、超音波発信器７は前記タイミングパ
ルスの入力で起動し一定時間超音波を地面に向け
て発信し、他方、しきい値調節手段１２は、後で
詳述する様に、時間経過に伴つて降下する電位を
発生する。

発信器７から発せられた超音波は、地面や分草
具５の支持フレーム６や刈取装置１のその他の箇
所で反射し、夫々、反射波として受信器８に入
る。そこで受信器８は受信した超音波の音圧に応
じた電位を発生する。しかしこの電位信号は、前
記しきい値調節手段１２の出力を基準電位とする
コンパレータ１３に入力され、そこで基準電位と
比較され、受信器の出力電位がしきい値より高け
れば、コンパレータ１３は検出信号を制御演算部
１１に送る。そして、コンパレータ１３の出力と
して地面からの反射波のみが発せられるように、
前記しきい値調節手段１２の出力電位の時間的パ
ターンが設定されている。

制御演算部１１は、前記パルス発生器１０から
のタイミングパルスの入力時から、このコンパレ
ータ１３からの検出信号の入力時までの時間差を
計測し、この時間差に基づいて刈取装置１の地面
からの高さを検出する。そして、この検出高さと
設定高さとの比較を行つて、刈取装置１の対地高
さを調節するための信号を発生する。

そして、この信号は刈取装置１を上下動させる
油圧シリンダ１４の油圧系統に設けられた電磁バ
ルブ１５のソレノイドを作動するのである。

更に、この制御装置には、前記支持フレーム６
からの反射波が異常に強い場合には、これを検出
して警報ランプ２０を点灯させる手段が設けられ
ている。即ち、１７はワンシヨツト回路であつ
て、前記パルス発生器１０の出力パルスによつて
一定時間だけhighレベル電位を出力しその間ゲー
ト１８を開くものである。この一定時間は、発信
器７が超音波を発してから、前記支持フレーム６
からの反射波が受信器８に入るまでの時間よりや
や長く、この時間は超音波センサー９と支持フレ
ーム６の距離から理論的に決定されるものであ
る。

この構成によれば、支持フレーム６に泥等が大
量に付着するなどして反射波が異常に強くなつ
て、この反射波の検出信号が前記コンパレータ１
３から出力されたときには、この検出信号はアン
ドゲート１８を通り、フリツプフロツプ１９をセ
ツトし、そして、このフリツプフロツプ１９から
の出力によつて警報ランプ２０が点灯する。一方
地面からの反射波はフレームからの反射波より遅
れ、その間にゲート１８が閉じるので、フリツプ
フロツプ１９をセツトすることはない。尚、この
フリツプフロツプ１９は制御装置の起動信号又
は、別に設けたスイツチ等でリセツトする様に構
成される。

第３図は、タイミングチヤートである。ａはタ
イミングパルスであり、ｂは発信器７による発信
超音波である。ｃは受信器８による受信波であつ
て、ｃ−１，ｃ−２，ｃ−３で示される入力信号
は、各々、発信器７からの直接波、支持フレーム
６からの反射波、及び、地面からの反射波であ
る。そしてｄがしきい値調節手段１２の出力であ
つて、受信器８の出力がこのしきい値を越えた
時、その時に限り、コンパレータ１３から検出信
号が発する。ｅはワンシヨツト回路１７の出力を
示す。

前記しきい値調節手段１２は、第２図で示すよ
うに、コンデンサＣ、抵抗Ｒ及び、ダイオードＤ
で構成されている。そして、通常はｃ−３のみが
しきい値を越える様に設定されているので、通常
は地面からの反射波ｃ−３の検知信号のみが制御
演算部に送られるのである。

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】

図面は本考案の実施例を説明し、第１図はコン
バイン前部の一部切欠き側面図、第２図は制御装
置のブロツク図、そして、第３図はタイミングチ
ヤートである。７……発信器、８……受信器、１２……しきい
値調節手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１超音波パルスを発信する発信器７と、その反
射超音波を受ける受信器８とを備えた作業部の対
地レベル検出装置であつて、前記発信器７からの
超音波パルスの発信周期を、その超音波パルスが
発信されてから検出対象地面に反射して受信され
るまでの時間間隔よりも長く設定するとともに、
前記受信器８の側に、前記発信器７の超音波発信
時からの時間経過に伴つて感知レベルを小さくす
るように変化させるしきい値調節手段１２を設け
てある作業部の対地レベル検出装置。