(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行部に対し苗植付部が昇降可能に連結され、苗植付部の対地関係に応じて当該苗植付部の昇降制御を行う苗移植機において、走行部の傾斜角速度を検出するセンサを設け、該センサによって検出される走行部の傾斜角速度が所定値以上で、かつ苗植付部の対地関係が一定以上変動したときは、変化以前の対地関係に基づき昇降制御を行う構成としたことを特徴とする苗移植機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機等の苗移植機における苗植付部の位置制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行部に対し苗植付部が昇降可能かつ前後方向の軸回りに回動（ローリング）可能に連結された田植機等の苗移植機が広く一般に知られている。この構成の苗移植機は、苗植付部を圃場面に対し常に一定高さに維持するために、苗植付部に当該苗植付部の対地関係（例えば対地高さ、接地圧等）を検出する接地センサを設け、このセンサの検出値に応じて苗植付部の前記昇降を制御するようにしている。
【０００３】
また、苗植付部の前後方向の軸回りの姿勢を適正（通常は水平）に保つために、例えば特開平６−１３３６１２号公報に記載されているように、走行部に当該走行部の傾斜角速度を検出する傾斜角速度センサを設けるとともに、苗植付部に当該苗植付部の圃場面に対する左右傾斜角度を検出する左右傾斜センサを設け、これら二つのセンサの検出値に応じて苗植付部の前記回動（ローリング）を制御するようにした技術がある。
【０００４】
上記苗移植機で水田作業中、走行部の車輪が耕盤の凹凸に落ち込んだり乗り上げたりすると、走行部が急激に傾斜し、それに追随して苗植付部も傾斜することにより、接地センサの検出値が大きく変動して昇降制御が不安定になることがある。
【０００５】
また、走行部の傾斜角速度センサの検出結果に基づきローリング制御を行う場合、走行部の移動速度が速いときと遅いときとでは、同じ凹凸を通過しても傾斜角速度センサ値が異なるので、走行部の移動速度に関係なく一律に制御を行うと、制御感度が敏感過ぎたり鈍感過ぎたりする不都合が生じる。
【０００６】
さらに、センサの断線等による誤制御を防止するために、検出値が予め各センサごと設定されている検出範囲から外れると、センサが断線したと判断して制御を停止するようにしている。しかしながら、前述の如く車輪が耕盤の凹凸に落ち込んだり乗り上げたりすることにより機体が傾斜したときには、傾斜角速度センサの検出値が大きく振れて検出範囲を外れてしまうことがある。従来、このような場合でも制御を停止していたので、作業に遅れが生じ作業計画に大きな支障を来してしまうという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来苗移植機の上記種々の問題点のうち、走行部が急激に傾斜し、それに追随して苗植付部も傾斜することにより、接地センサの検出値が大きく変動して昇降制御が不安定になるという問題点を解決することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる苗移植機は、走行部に対し苗植付部が昇降可能に連結され、苗植付部の対地関係に応じて当該苗植付部の昇降制御を行う苗移植機において、走行部の傾斜角速度を検出するセンサを設け、該センサによって検出される走行部の傾斜角速度が所定値以上で、かつ苗植付部の対地関係が一定以上変動したときは、変化以前の対地関係に基づき昇降制御を行う構成としたことを特徴としている。
【００１０】
なお、上記苗移植機において、走行部の傾斜角速度を検出するセンサに関しては、その検出値が所定の範囲外にあるときは当該センサが異常であると判断し、検出値が所定の範囲内に戻ると前記異常の判断を取り消すようにしておけば、センサ異常の誤認が生じないので好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１及び図２は本発明を施した苗移植機を表し、この苗移植機１は、走行部である走行車体２の後側に昇降リンク装置３を介して水稲用の苗植付部４を昇降可能かつ前後方向の軸回りに回動可能に装着するとともに、走行車体２の後部上側に施肥装置５を設け、全体で施肥田植機として構成されている。
【００１２】
走行車体２は、駆動輪である各左右一対の前輪１０，１０及び後輪１１，１１を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部に配設したミッションケース１２の左右側方に前輪ファイナルケース１３，１３を設けて、該ケースに前輪１０，１０を変向可能に取り付けるとともに、ミッションケース１２の背面部に固着連結されているメインフレーム１５の後端左右中央部に支持された前後水平な後輪ローリング軸を支点にして後輪ギヤケース１８，１８をローリング自在に設けて、該後輪ギヤケースに後輪１１，１１を取り付けている。
【００１３】
メインフレーム１５の上に搭載されたエンジン２０の回転動力が、第一ベルト伝動装置２１と第二ベルト伝動装置２３を介してミッションケース１２に伝達され、該ミッションケース内のトランスミッションにて変速された後、一部が前輪ファイナルケース１３，１３に伝達されて前輪１０，１０を駆動し、別の一部が後輪ギヤケース１８，１８に伝達されて後輪１１，１１を駆動し、また残りの外部取出動力が植付クラッチ２５に伝達され、それから植付伝動軸２６によって苗植付部４へ伝動されるとともに、施肥伝動軸２７によって施肥装置５へ伝動される。
【００１４】
エンジン２０の上部はエンジンカバー３０で覆われており、その上に座席３１が設置されている。座席３１の前方には各種操作機構を内蔵するフロントカバー３２があり、その上方に前輪１０，１０を操向操作するハンドル３４が設けられている。エンジンカバー３０及びフロントカバー３２の下端左右両側は水平状のフロアステップ３５になっている。フロアステップ３５の後部は、後輪フェンダを兼ねるリヤステップ３６となっている。走行車体２の前部左右両側には、補給用の苗を載せておく予備苗載台３７，３７が設けられている。また、走行車体の移動速度は車速センサ３８に、走行車体の左右傾斜角の加速度は傾斜角速度センサ３９にそれぞれ検出される。
【００１５】
昇降リンク装置３は平行リンク構成であって、１本の上リンク４０と左右一対の下リンク４１，４１を備えている。これらリンク４０，４１，４１は、その基部側がメインフレーム１５の後端部に立設した背面視門形のリンクベースフレーム４２に回動自在に取り付けられ、その先端側に縦枠４３が連結されている。そして、この縦枠４３の下端部に、苗植付部４の後記伝動ケース６０に回転自在に支承された連結軸４４の前端部が挿入連結されている。メインフレーム１５に固着した支持部材と上リンク４０に一体形成したスイングアーム４５の先端部との間に昇降油圧シリンダ４６が設けられており、該シリンダを油圧で伸縮させることにより、上リンク４０が上下に回動し、苗植付部４がほぼ一定姿勢のまま昇降する。昇降油圧シリンダ４６は、リンクベースフレーム４２の上部に設けた油圧バルブ４７によって制御される。
【００１６】
前記連結軸４４は若干後ろ下がりの略前後方向を向いており、苗植付部４はこの連結軸４４を支点にして回動（ローリング）自在に支持されている。縦枠４３の上部には、両ロッド型のローリング油圧シリンダ５０が、シリンダ部を当該縦枠に固定して左右方向に設けられている。そして、そのシリンダの左右両ロッド５０ａ，５０ａと苗植付部の後記苗載台フレーム６７の左右支柱部６７ａ，６７ａとがリンク５１，５１を介して連結されている。ローリング油圧シリンダ５０は、モータ５２で駆動の油圧ポンプ５３によって供給される作動油で作動する。ローリング油圧シリンダ５０が作動してロッド５０ａ，５０ａが左右にスライドすると、苗植付部４が連結軸４４回りにローリングする。苗植付部４の左右傾斜角度は、伝動ケース６０の上に設置した左右傾斜センサ５４によって検出される。また、ローリング油圧シリンダ５０の作動量は、ストロークセンサ５５によって検出される。
【００１７】
苗植付部４は６条植の構成で、フレームを兼ねる伝動ケース６０、苗を載せて左右往復動し苗を一株づつ各条の苗取出口６１ａ，…に供給する苗載台６１、苗取出口６１ａ，…に供給された苗を圃場に植付ける苗植付装置６２，…、左右中央に１個とその両側各１個づつの整地フロート６３，６４，６４等を備えている。各フロートを圃場の泥面に接地させた状態で機体を進行させると、フロートが泥面を整地しつつ滑走し、その整地跡に苗植付装置６２，…により苗が植付けられる。各フロート６３，６４，６４は圃場表土面の凹凸に応じて前端側が上下動するように回動自在に取り付けられており、植付作業時にはセンターフロート６３の前部の上下動が接地センサ６５により検出され、その検出結果に応じ前記昇降油圧シリンダ４６を制御する油圧バルブを切り替えて苗植付部４を昇降させることにより、苗の植付深さを常に一定に維持する。
【００１８】
なお、苗載台６１は、前側が上位となるよう傾斜して設けられており、伝動ケース６０の上側に横向きに配した支持レール６６と、伝動ケース６０に基部が固着された苗載台フレーム６７の上端部に設けたローラ６８，６８とによって左右にスライド自在に支持されている。両端が苗載台６１の裏面側に連結された横移動棒６９を伝動ケース６０内の作動機構により左右に往復動させることにより、苗載台６１が左右往復動するようになっている。苗載台６１がが左右往復動すると、該苗載台の最下段の苗が苗取出口６１ａ，…に一株づつ供給される。横一列分の苗が全て供給されると、各条ごとに設けた苗送りベルト６１ｂ，…が作動し、苗を一段下方に移送する。
【００１９】
施肥装置５は、各条共用の肥料タンク７０内の肥料を肥料繰出部７１…によって一定量づつ下方に繰り出し、その繰り出された肥料をブロア７２から供給されるエアによって施肥ホース７３，…を通って施肥ガイド７４，…まで移送し、該施肥ガイドの前側に設けた作溝体７５，…によって苗植付条の側部近傍に形成される施肥溝内に落とし込むようになっている。
【００２０】
植付作業時には、表土面の凹凸に応じて苗植付部４の対地高さを制御する昇降制御と、表土面の左右傾斜に応じて苗植付部４の連結軸４４回りの姿勢を制御するローリング制御とを行い、苗の植付深さを一定に維持する。図５はその苗植付部位置制御装置のブロック図である。前記各センサ３８，３９，５４，６５からの情報がＣＰＵ、メモリ等からなるコントローラ８０に入力され、その情報に基づきコントローラ８０で下記の制御を行い、前記昇降用油圧バルブ４７及びローリング用モータ５２に出力する。
【００２１】
まず、昇降制御については、接地センサ６５の検出値が所定の目標値の不感帯内に収まるように油圧バルブ４７に出力信号を出す。例えば、センターフロート６３が上動すると、昇降油圧シリンダ４６が伸びる方向に油圧バルブ４７を駆動して、苗植付部４を上昇させる。逆に、センターフロート６３が下動すると、昇降油圧シリンダ４６が縮む方向に油圧バルブ４７を駆動して、苗植付部４を下降させる。これにより、苗植付部全体の対地高さを一定に維持する。
【００２２】
上記昇降制御に際しては、図６のフローチャートに示すように、苗植付部４が一度接地してからでないと昇降制御を行わないようにし、苗植付部４の接地を検出した後は、傾斜角速度センサ３９によって走行車体２の左右傾斜状況を判定し、走行車体２が急激に傾斜していない時には、現在接地センサ値に基づき昇降制御を行い、走行車体２が急激に傾斜し且つ接地センサ値が一定以上変動した時には、変動直前の接地センサ値に基づき昇降制御を行う。走行車体２が急激に傾斜しているか否かの基準は、例えば傾斜角速度センサ値で±（左右）１．１度／ミリ秒程度とする。
【００２３】
走行車体２が急激に傾斜するのは、車輪が耕盤の凹凸に落ち込んだり乗り上げたりした場合であり、このような場合には走行車体２に追随して苗植付部４も傾斜し、苗植付部４が表土面から浮上する等の事態が生じる。しかしながら、それは一時的なものであって、車輪が耕盤の凹凸を通過したなら直ちに元の状況に復帰するから、上記のような一時的に苗植付部４の対地関係が変化したことに対しその都度忠実に現在接地センサ値に基づき苗植付部を昇降させることは、昇降制御が不安定になるので好ましくない。そこで、一度苗植付部４の接地を検出した後は、一時的に走行車体２が急激に傾斜して接地センサ値が大きく変動しても、苗植付部４が通常接地状態のままであるとみなして、変動直前の接地センサ値に基づき昇降制御を行わせるのである。
【００２４】
次に、ローリング制御については、傾斜角速度センサ３９の検出値と左右傾斜センサ５４の検出値から、予め定められているルールに基づいてモータ５２への出力量を決定し、左右傾斜センサ５４が所定の目標値（通常は水平）の不感帯内に収まるように苗植付部４をローリングさせる。
【００２５】
このローリング制御に際しては、車速センサ３８の検出値に基づき、車速が速い時ほど制御感度を鈍感にして、制御の安定を図っている。制御感度を変更にする方法としては、不感帯を変更する方法、前記ルールに基づきモータ５２への出力量を算出する時に使用する数式の係数を変更する方法、所定値を超えるセンサ値はカットして制御に使用する方法等があり、いずれを採用してもよい。
【００２６】
また、傾斜角速度センサ３９及び左右傾斜センサ５４は、移動平均値を求めてこれを制御に使用するようにしている。移動平均数は変更可能にして、車速が速い時には制御応答性を上げるために移動平均数を少なくし、車速が遅い時にはノイズの影響を少なくするために移動平均数を多くするとよい。
【００２７】
さらに、コントローラ８０では、センサの断線による誤制御を防止するために、センサの検出値が予め設定されている所定の検出範囲を超えると断線と判断して制御を停止及び警告する断線チェックを行う。但し、傾斜角速度センサ３９は検出値の変化幅が大きく、断線とみなす範囲を設定することは現実的でない。よって、傾斜角速度センサ３９については、図７に示すように、パワーオン時に正常状態であったなら、以後は断線チェックを行わないようにしている。
【００２８】
図８は左右傾斜センサ５４のノイズを除去するための制御のフローチャートである。互いに相関関係にある左右傾斜センサ５４の検出値とローリング油圧シリンダのストロークセンサ５５の検出値との関係を表す相関テーブルに記憶されており、その相関テーブルを参照にして両センサ値の関係が適正であるか否かを判定し、適正でないなら、その左右傾斜センサ値はノイズであるとみなし、前回のデータを利用してローリング制御を行う。これにより、ノイズの影響のない適正なローリング制御が行われ、作業性が向上する。
【００２９】
圃場端部での機体旋回時には、苗植付部４の上昇及び下降、植付クラッチ２５の入切等の旋回時制御を行う。図９はその旋回時制御装置のブロック図、図１０は制御のフローチャートである。
【００３０】
旋回開始時については、ステアリングセンサ８２の検出値が一定以上（旋回状態）になると、自動的に植付クラッチ２５を「切」にするとともに、苗植付部４を最上位置まで上昇させる。
【００３１】
旋回終了時については、自動手動選択スイッチ８３で「自動」を選択している場合、ステアリングセンサ８２の検出値が一定未満（直進状態）になってから一定距離走行すると、自動的に苗植付部４を作業位置まで下降させるとともに、植付クラッチ２５を「入」にする。前記一定距離は枕地幅設定器８４によって任意に設定することができる。また、苗移植機４の走行距離は車速センサ３８の検出値に基づき算出される。自動手動選択スイッチ８３で「手動」を選択している場合は、操縦者の判断で苗植付部４を下降させる。すると、それに連動して、植付クラッチ２５が「入」になる。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明にかかる苗移植機は、走行部が急激に傾斜したときには、苗植付部の対地関係が変化しても、変化以前の対地関係に基づき昇降制御を行う構成とすることにより、昇降制御を安定させられるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】苗移植機の側面図である。
【図２】苗移植機の平面図である。
【図３】昇降リンク装置の要部及び苗植付部の側面図である。
【図４】昇降リンク装置の要部及び苗植付部の背面図である。
【図５】苗植付部位置制御装置のブロック図である。
【図６】苗植付部位置制御のフローチャートである。
【図７】傾斜角速度センサの断線チェックに関する制御のフローチャートである。
【図８】左右傾斜センサのノイズ除去に関する制御のフローチャートである。
【図９】旋回時制御装置のブロック図である。
【図１０】旋回時制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  苗移植機
２  走行車体（走行部）
３  昇降リンク装置
４  苗植付部
５  施肥装置
３８  車速センサ
３９  傾斜角速度センサ
４４  連結軸（前後方向の軸）
４７  昇降用油圧バルブ
５２  ローリング用モータ
５４  左右傾斜角センサ
５５  ストロークセンサ
６５  接地センサ
８０  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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