(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、接地検出センサとして、地表面に接触することにより発生する歪、衝撃が検出できる圧電セラミックス素子を用いることによって、低コストで地表面の変化を的確に検出でき、シンプルな制御が可能な制御手段を具現することにある。【解決手段】  本発明は、苗植付部（２）の前側に地表面を整地する整地ロータ（４）を備えてある苗移植機において、圃場の地表面に対する接触により発生する歪、衝撃が検出できる圧電セラミックスプレートからなる接触検出センサ（３）を苗植付部（２）の適所に配置して設け、該接地検出センサ（３）は、この接地面が地表面に沿うように対設すると共に、地表面の変化検出結果に基づき苗植付部の植付姿勢を自動制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
苗植付部（２）の前側に地表面を整地する整地ロータ（４）を備えてある苗移植機において、圃場の地表面に対する接触により発生する歪、衝撃が検出できる圧電セラミックスプレート（１５）からなる接触検出センサ（３）を苗植付部（２）の適所に配置して設け、該接地検出センサ（３）は、この接地面が地表面に沿うように対設すると共に、地表面の変化検出結果に基づき苗植付部の植付姿勢を自動制御すべく構成してあることを特徴とする苗移植機。
【請求項２】
前記接地検出センサ（３）によって圃場の硬軟度を検出し、この硬軟度合に応じて整地ロータ（４）の回転速度を制御すべく構成してあることを特長とする請求項１記載の苗移植機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地表面に対する接触によって地表面の変化を検出する接触検出センサを備えた苗移植機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、機体に対して昇降可能に装備された苗植付部の近くに、圃場面に接地して追従する植付深さセンサが設けられ、植付深さセンサからの検出値に基づき、苗植付部を自動的に昇降制御して、苗植付部の設定高さを自動調節する手段が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４４０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の植付深さ検出センサは、接地追従センサとは云え、上下の回動角を検出する角速度センサを用いたものであるため、構造的に高価なものとなり、制御も複雑となって、制御の応答遅れ等が発生する問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、接地検出センサとして、地表面に接触することにより発生する歪、衝撃が検出できる圧電セラミックス素子を用いることによって、低コストで地表面の変化を的確に検出でき、シンプルな制御が可能な制御手段を具現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決すべく次のような技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１記載の本発明は、苗植付部（２）の前側に地表面を整地する整地ロータ（４）を備えてある苗移植機において、圃場の地表面に対する接触により発生する歪、衝撃が検出できる圧電セラミックスプレート（１５）からなる接触検出センサ（３）を苗植付部（２）の適所に配置して設け、該接地検出センサ（３）は、この接地面が地表面に沿うように対設すると共に、地表面の変化検出結果に基づき苗植付部の植付姿勢を自動制御すべく構成してあることを特徴とする。
【０００７】
接地検出センサ（３）は、機体の進行に伴い接地した状態で地表面に沿って追従移動し、地表面の変化を逐次検出する。かかる圧電セラミックス（１５）使用の接地検出センサによる場合は、地表面の凹凸変化や、硬軟度が検出され、土面が軟らかくても、センサ接地面で土が擦れることによって信号が得られ、出力信号は摩擦力が大きいほど、また、土面が硬いほど大きく表れる。
【０００８】
そして、このような接地検出センサからの検出値に基づき、苗植付部の植付姿勢を自動制御することができる。例えば、センサ検出値に基づき、苗植付部を昇降制御し、植付部の対地高さを設定高さに維持するよう自動制御することができる。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、請求項１において、前記接地検出センサ（３）によって圃場の硬軟度を検出し、この硬軟度合に応じて整地ロータ（４）の回転速度を制御すべく構成してあることを特長とする。
【００１０】
接地検出センサ（３）によって検出される表土面の硬軟度が「硬い」と判断された場合には、整地ロータ（４）の回転速度を高速側に変速し、「軟らかい」と判断された場合には低速側に変速する。
【００１１】
従って、圃場の硬軟度に関係なく整地作業が良好に行え、均平に仕上げることできる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の本発明によれば、接地検出センサは、圧電セラミックスを利用することで、圃場面に対する接地抵抗によって表土面の変化を緻密に的確に検出することができ、従来のような角速度センサに比べて安価に実施できるばかりでなく、シンプルな制御が可能となり、応答性も良く、苗植付部の姿勢制御を正確に行うことができる。また、かかる接地検出手段によれば、整地フロート無しでも植付部の安定した姿勢制御が可能となる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、請求項１の発明効果を奏するものでありながら、接地検出センサによって圃場の硬軟度を検出し、土面の硬さ度合いに応じて整地ロータの回転速度を制御するので、整地性を高めることができ、整地フロートが無くても植付作業を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】田植機の側面図
【図２】田植機の平面図
【図３】整地ロータを駆動する伝動装置部の側面図
【図４】ロータ変速部の変速機構図
【図５】接地検出センサの側面図
【図６】同上平面図
【図７】同上背面図
【図８】苗植付部の要部の背面図
【図９】センサ電圧と制御量の関係を示す図表
【図１０】センサ電圧とロータ回転数の関係を示す図表
【図１１】油圧回路図
【図１２】苗植付部の要部の側面図
【図１３】苗植付部の要部の側面図
【図１４】整地フロートの平面図
【図１５】整地フロート（別例）の平面図
【図１６】水田防波装置の背面図
【図１７】防波用樹脂シートの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１及び図２は、苗移植機の一例として４条植えの苗植付部を装備した乗用型田植機を示すものであり、この走行車体１の略中央に駆動源であるエンジン２２を搭載し、このエンジン２２の回転動力を油圧式無断変速装置４１を介してミッションケ−ス４２内の変速伝動装置に伝え、この変速装置で減速された回転動力を前輪２３及び後輪２４とに伝えるようにしている。また、エンジン回転動力は、ミッションケース内の差動ギヤ機構を介して左右両側の後輪伝動ケース６にわたって連結する連動軸４３、苗植付部への入力軸２６、施肥装置３８へのPTO軸４４等を伝動するようになっている。
【００１６】
エンジン２２の上部はエンジンカバーで覆われており、その上方に運転席２１が設置され、運転席２１の前方には、前輪２３，２３を操舵するステアリングハンドル２０が装備されている。また、運転席２１の後方側には施肥装置３８が設置され、肥料を施肥ホース３９を介して植付条近傍に施肥するための施肥溝切器４０位置に繰出し流下させるようにしている。３７はフロア３６前端の左右外側部に設置した予備苗載せ台である。
【００１７】
更に、走行車体１の後部には苗植付部２が昇降リンク機構２５を介して装着され、この苗植付部２と車体１との間には苗植付部２を上下に昇降する油圧昇降シリンダ３２が装備されている。      
【００１８】
苗植付部２は、車体側のPTO軸から連動される入力軸２６を有して、内部にはこの入力軸２６によって連動されて苗タンク２７、苗繰出ベルト２８及び苗植付爪２９等を連動する伝動機構を内装した苗植付伝動ケース３０を構成し、この苗植付伝動ケース３０を主体として、その上側にはマット状苗を載せて後側下部へ繰出す苗タンク２７を左右方向へ往復移動可能に支持し、後側には楕円形状の植付軌跡線Dに沿って昇降回転し、苗タンクの苗取出口部３１から分離保持する苗を圃場面に植え付ける苗植付爪２９を設けた構成としている。また、苗植付部２は、昇降リンク機構２５に対する装着の前後方向に沿うローリング軸の周りに左右傾斜回動可能に設けて、ローリング制御可能に設けている。
【００１９】
苗植付部２の前側には、圃場面を代掻きしながら整地する整地ロータ４を配設している。整地ロータ４は、前側に位置するセンタロータ部と、後側両サイドに位置するサイドロータ部とからなるように各別に配置されている。整地ロータ４を回転可能にロータ軸３３で軸装したロータフレーム３４が、前記苗植付伝動ケース３０に設けられた苗植付フレーム３５に対して上下調節可能に設けられて、整地ロータ位置を上下調節、乃至上下制御可能に構成する。
【００２０】
後輪伝動ケース６から変速部１０を介して後側下方へ向けて出力軸７を突出させ、この出力軸からスプライン連動軸１２を介してロータ伝動ケース８の入力軸９へ連動するように連結している。そして、サイドロータ軸３３からチエンケース４５内のチエン４７を介してセンタロータ軸３３を駆動するように連動構成している。また、整地ロータ４のロータカバー４８を設け、ロータフレーム３４、スプリング４９等を介して吊持させている。
【００２１】
前記整地ロータ４の変速部１０は、前記出力軸７に連動する変速軸１１と、変速軸に軸着された高速側ギヤGH及び低速側ギヤGLと、高速側と低速側とに切り替えシフトする切替シフト機構１３と、この切替シフト機構を切替制御する変速モータ１４等を備えた構成としている。
【００２２】
接地検出センサ３は、圃場の地表面に対する接触により発生する歪、衝撃などが検出可能な圧電セラミックスプレート（圧電セラミックスセンサ）１５と、これを保持するハウジング１６と、圧電セラミックスプレートの両サイドを防護するガードプレート１７とからなるように構成され、苗植付部２の適所に設置されると共に、圧電セラミックスプレート１５の接地面が圃場の地表面に沿うよう平行状に対設されている。
【００２３】
圧電セラミックスによるセンサ自体は、息を吹きかけただけでも反応する程、高感度の出力信号が得られる。勿論、地表面の凹凸変化や、硬軟度も検出することができ、土面が軟らかくても、センサ接地面で土が擦れることによって信号が得られ、出力信号は摩擦力が大きいほど、また、土面が硬いほど波形が大きく表れる。
【００２４】
このように、接地検出センサを圃場面に接地させた状態で、機体の進行に伴い地表面に沿って追従移動させれば、接地検出センサは地表面の変化を的確に検出する。そして、その接地検出センサからの検出信号を制御部に入力し、その処理結果に基づき、苗植付部の姿勢を制御する、例えば、油圧昇降シリンダ３２の油圧バルブに出力信号を出力するように構成することで、苗植付部を昇降制御し、地表面に対する苗植付深さを一定に維持するよう制御することができる。
【００２５】
また、図８に示すように、圃場の地表面を検出する接地検出センサを少なくとも植付部の左右に配置して設け、左右センサ３，３の接地状態によって植付部の水平制御を行うことができる。従来の水平制御は、略水平に整地されている土面を検出していないために、機体の傾き等の情報に基づき、水平制御を行っており、制御が複雑で、制御の応答遅れ等の問題があった。本例による場合は、略水平な地表面に基づいて制御を行うため、シンプルな制御が可能となり、従来の角速度センサ等の高価なセンサを必要とせず、低コスト化が図れる。また、この水平制御において、図９の図表で示すように、接地力（歪）に応じて水平制御における制御量を変更する構成としておくことで、接地圧状態に応じて制御量を調整できるため、応答性の良い水平制御を行うことができる。
【００２６】
圧電セラミックスセンサは、地表面の硬軟度が検出できるため、圃場面の硬軟度に応じて整地ロータ４の回転数制御を行うことができる。つまり、接地検出センサ３によって整地ロータ４直前の圃場面硬度を検出し、土面が硬い場合には、その検出結果を制御部に入力し、そして、その処理結果に基づき、ロータ変速部１０の変速モータ１４を駆動すべく出力信号を出力する。これにより、変速モータ１４によって変速部が高速側に切り替えられ、整地ロータは高速回転する。また、逆に土面が軟らかい場合には、変速モータ１４によってロータ多変速部が低速側に切り替えられ、整地ロータは低速回転に切替制御されることになる。なお、図１０はセンサ電圧（硬度）とロータ回転数の関係を示すものであるが、硬度が硬い程、ロータ回転速度を漸次上げにし、硬度が軟らかい程、ロータ回転速度を漸次下げにする無段階変速手段を採用するものであってもよい。
【００２７】
また、接地センサ信号を車速と連動させて、圃場硬度を補正するように構成することができる。車速が上がれば検出される圃場硬度は硬めとなるが、車速と連動させることで、検出誤差を無くすことができ、安定した均平性を維持することができる。
【００２８】
次に、別実施例の田植機について説明する。
枕地旋回時にクラッチとブレーキを操作して旋回する田植機において、クラッチ・ブレーキシリンダ５１への油圧源をHST(油圧式無段変速装置)４１におけるHSTポンプ５２とHSTモータ５３を有するHST回路の前進側走行圧とすることで、他のアクチュエータが作動する度に変動していた油圧源の変動がなくなり、HSTの駆動力に準じた油圧源となり滑らかな制御が可能となる。また、減圧弁５４のスプリング力を調整式とし、二次圧力を３段階（P１，P２，P２）に調整可能とし（図１１参照）、ブレーキ力を調整することで、程よい旋回感度が得られ、制御がスムースに行える。
【００２９】
図１２〜図１４に示す田植機において、枕地等荒れた圃場での整地手段として、整地ロータの代わりに１枚の幅の広い整地フロート５６（図１４）を備える。整地フロート５６後端部の後方にはサイドフレーム５７より下方にガード部材５８を設け、且つ、ガード部材５８の底面が植付深さ最深時のフロート５６底面よりH１だけ高く（図１２）なるように構成する。
【００３０】
１枚のフロートでは感知フロートとしての機能を持たせるため、フロート後端が短く、この為、従来サイドフロートの後端が担っていた苗植付爪及びサイドフレームの保護ができない。本例による場合は、上記構成により枕地等の植付時において苗植付爪やサイドフレームを保護することができる。
【００３１】
また、図１３に示すように、整地フロート５６後端部より後方にガードフロート５９を突出させて設け、フロート５６底面からガードフロート５９底面までの高さH２をフロート感度最鈍感での感知時にガードフロート先端（後端）が地面に接する寸法以上に設ける。これにより、苗植付爪の保護はもとより、フロート感知性能に悪影響を及ぼさず、整地性向上を図ることができる。
【００３２】
図１５に示す実施例は、上記のように、１枚の幅の広い整地フロート５６を備えた田植機において、３つに分割されたフロート５６L，５６C，５６Rを連結部材６０で連結すると共に、それぞれのフロート間には適宜幅の隙間Sを設けた構成としている。これにより、それぞれの隙間から泥や水が流れることによって泥押しや波たちが防止できる。
【００３３】
また、上記隙間Sにレーキ６１を設けることによってフロート間を流入する泥土を均すことができて整地性が向上する。
図１６及び図１７は、植付作業時に発生する水波を防止する防波装置を示すもので、後輪２４ケースを支えるリヤフレーム角柱部６２の下部に防波機能をもたらす樹脂シート６３を設ける。この樹脂シート６３の左右端には圃場の水を左右端に流す水路６４を設けている。また、樹脂シート６３は、長穴６５を介して上下動可能に構成してあり、水車マーカに連動して該樹脂シートのマーカ側が上方に上り、圃場の水がマーカ側に流れるように連動構成している。
【符号の説明】
【００３４】
２    苗植付部
３    接地検出センサ
４    整地ロータ
１０    ロータ変速部
１５    圧電セラミックスプレート
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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