(57)【要約】【課題】刈取搬送穀稈と植立穀稈との干渉を防止し、刈取穀稈の搬送を円滑に行えるものとする。【解決手段】未刈地側の植立穀稈を刈取部（３）の刈幅の外側に分草案内する分草作用位置と機体側に収納された収納位置とにわたって開閉可能なナローガイド（１５）を備えたコンバインにおいて、ナローガイド（１５）を開閉作動させる開閉作動機構（１６）には、未刈地側の植立穀稈の状況を撮影する第１撮像手段（２１）と刈取穀稈の搬送状況を撮影する第２撮像手段（２２）を設置し、第１撮像手段（２１）および第２撮像手段（２２）からの画像を照合してナローガイドの位置を制御する画像処理部を設けてある。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未刈地側の植立穀稈を刈取部（３）の刈幅の外側に分草案内する分草作用位置と機体側に収納された収納位置とにわたって開閉可能なナローガイド（１５）を備えたコンバインにおいて、前記ナローガイド（１５）を開閉作動させる開閉作動機構（１６）には、未刈地側の植立穀稈の状況を撮影する第１撮像手段（２１）と刈取穀稈の搬送状況を撮影する第２撮像手段（２２）を設置し、該第１撮像手段（２１）および該第２撮像手段（２２）からの画像を照合して前記ナローガイドの位置を制御する画像処理部を設けてあることを特徴とするコンバイン。
【請求項２】
前記開閉作動機構（１６）は、内側リンク（Ａ２）と外側リンク（Ａ１）からなる屈伸リンクによって構成し、前記外側リンク（Ａ１）に前記第１撮像手段（２１）を設置してある請求項１記載のコンバイン。
【請求項３】
前記内側リンク（Ａ２）に前記第２撮像手段（２２）を設置してある請求項２記載のコンバイン。
【請求項４】
前記画像処理部における刈取搬送側を撮影した第１画像（２３ａ）と未刈地側を撮影した第２画像（２３ｂ）を照合する手段は、二値化して得られる白色部分と黒色部分のうちの黒色の占有率で判定する構成とした請求項１又は請求項２又は請求項３記載のコンバイン。
【請求項５】
畦際刈取作業時は、前記ナローガイド（１５）を収納し、前記外側リンク（Ａ１）に設置された前記第１撮像手段（２１）で畦際の畦畔付近を撮影する構成とした請求項２又は請求項３記載のコンバイン。
【請求項６】
前記外側リンク（Ａ１）と前記内側リンク（Ａ２）は、前記第１撮像手段（２１）と前記第２撮像手段（２２）を載せる略水平なリンク片（ａ）と下向きの補強片（ｂ）とから断面Ｌ字型に構成し、前記第１撮像手段（２１）と前記第２撮像手段（２２）は前記リンク片（ａ）の上側に載置し締付具（２４）で締付固定した請求項２又は請求項３又は請求項５記載のコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、未刈地側の穀稈を刈幅の外側方に分草案内するナローガイドを備えたコンバインに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１には、刈取部の最未刈地側に位置する分草具と穀稈列との相対位置状況、脱穀部のフィードチェンにおける刈取穀稈の搬送状況、刈取部の縦搬送装置における刈取穀稈の搬送状況、機体後方側の圃場の状況をカメラで撮影して、それらの情報を表示装置に表示させ、運転者は表示装置の画像情報を見ながら対応する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９１３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術では、未刈地側の植立穀稈と搬送中の刈取穀稈との干渉を防ぐことはできず、刈取穀稈の搬送を円滑に行うことができない欠点がある。
【０００５】
これに対し、本発明は、ナローガイドの開閉作動機構に未刈地側の植立穀稈の状況及び刈取穀稈の搬送状況を撮影するカメラを設置し、撮影された両者の画像を照らし合わせ、ナローガイドの位置を制御することで、刈取搬送穀稈と植立穀稈との干渉を防止することを目的とする。
【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。
【０００７】
すなわち、請求項１記載の本発明は、未刈地側の植立穀稈を刈取部（３）の刈幅の外側に分草案内する分草作用位置と機体側に収納された収納位置とにわたって開閉可能なナローガイド（１５）を備えたコンバインにおいて、前記ナローガイド（１５）を開閉作動させる開閉作動機構（１６）には、未刈地側の植立穀稈の状況を撮影する第１撮像手段（２１）と刈取穀稈の搬送状況を撮影する第２撮像手段（２２）を設置し、該第１撮像手段（２１）および該第２撮像手段（２２）からの画像を照合して前記ナローガイドの位置を制御する画像処理部を設けてあることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１において、前記開閉作動機構（１６）は、内側リンク（Ａ２）と外側リンク（Ａ１）からなる屈伸リンクによって構成し、前記外側リンク（Ａ１）に前記第１撮像手段（２１）を設置してある。
【０００９】
請求項３記載の本発明は、請求項２において、前記内側リンク（Ａ２）に前記第２撮像手段（２２）を設置してある。
【００１０】
請求項４記載の本発明は、請求項１又は請求項２又は請求項３において、前記画像処理部における刈取搬送側を撮影した第１画像（２３ａ）と未刈地側を撮影した第２画像（２３ｂ）を照合する手段は、二値化して得られる白色部分と黒色部分のうちの黒色の占有率で判定する構成とした。
【００１１】
請求項５記載の本発明は、請求項２又は請求項３において、畦際刈取作業時は、前記ナローガイド（１５）を収納し、前記外側リンク（Ａ１）に設置された前記第１撮像手段（２１）で畦際の畦畔付近を撮影する構成とした。
【００１２】
請求項６記載の本発明は、請求項２又は請求項３又は請求項５において、前記外側リンク（Ａ１）と前記内側リンク（Ａ２）は、前記第１撮像手段（２１）と前記第２撮像手段（２２）を載せる略水平なリンク片（ａ）と下向きの補強片（ｂ）とから断面Ｌ字型に構成し、前記第１撮像手段（２１）と前記第２撮像手段（２２）は前記リンク片（ａ）の上側に載置し締付具（２４）で締付固定した。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、撮像手段によって刈取搬送中の穀稈の株元を撮影し、その株元部が撮影中の未刈地側の植立穀稈やナローガイドに接触する場合に、ナローガイドの位置を調節制御することで、植立穀稈が刈幅の外側方へ押し出され、搬送中の穀稈株元側と植立穀稈の穂先側との接触が回避され、刈取穀稈の搬送を円滑に維持することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、第１撮像手段を外側リンクに設置することで、最も近い位置から未刈地側の植立穀稈の状況を撮影でき、撮影精度が向上する。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の効果に加えて、第２撮像手段を内側リンクに設置することで、搬送中の刈取穀稈の株元側を容易、且つ確実に撮影することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の発明の効果に加えて、刈取搬送側の画像と、未刈地側の画像を照らし合わせ、穀稈株元側の黒色の部分と、未刈地側の植立穀稈の黒色の部分が重なり、黒色の占有率が高くなった場合に、搬送中の刈取穀稈の株元側が植立穀稈の穂先側に干渉したものと判断でき、また、刈取穀稈の株元側の黒色の部分と、未刈地側の植立穀稈の黒色の部分が離間していると、その離間部分は白色となってあらわれ、正常な引継ぎ搬送が行えるものと判断することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、請求項２又は請求項３記載の発明の効果に加えて、畦際では、ナローガイドを収納した状態で作業を行い、撮像手段で畦畔付近を撮影することで、その状況が運転席側から確認でき、高い畦畔、崖や建物などに車体が接触するのを回避できる。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、請求項２又は請求項３又は請求項５記載の発明の効果に加えて、リンクを断面Ｌ字型に構成することで、リンク自体の強度を強固にするものでありながら、撮像手段はリンク片の上側に載置して固定するので、下から泥土や藁屑が飛び散って撮像手段に影響を及ぼすことが軽減でき、正確に撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】コンバインの側面図
【図２】コンバインの平面図
【図３】同上要部の平面図
【図４】同上要部の正面図
【図５】各モータの取付状態を示す正面図
【図６】二値化画像処理部を示す図
【図７】二値化画像処理状態を示す図
【図８】コンバイン要部の平面図
【図９】リンク形状を示す例示図
【図１０】フローチャートを示す。
【図１１】別実施例における刈取部要部の側面図
【図１２】同上要部の平面図
【図１３】同上制御部のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００２１】
図１及び図２は、コンバインを示すものであり、この走行車体１には、左右一対の走行クローラ２，２を備え、後部に搭載した脱穀部（脱穀装置）４の前方部に刈取部３を設置し、刈取部３の横側部には運転席５や前側の操作ボックス６等からなる運転操作部を備え、更に、その運転操作部の後方には脱穀粒を一時的に貯留するグレンタンク７を装備している。
【００２２】
刈取部３は、立毛する穀稈を左右に分草する分草具８と、分草後の穀稈を引き起す穀稈引起し装置９と、引起し後の穀稈を刈り取るバリカン式刈刃装置１０と、刈取後の穀稈を掻込搬送する掻込ベルトや掻込スターホイル等からなる掻込搬送装置１１と、掻込搬送後の穀稈を揚上搬送して脱穀装置４のフィードチェン４ａに受け継がせる刈取穀稈搬送装置(供給部)１２等からなり、車体に対し上下動可能な刈取縦フレーム１３を介して昇降する構成としている。
【００２３】
なお、刈取縦フレーム１３は、刈取部の各部を駆動する伝動軸が内装されている。
【００２４】
刈取部４の未刈地側横側部には、刈取部４から外側方に張り出す分草作用姿勢と機体側に収納する収納姿勢とに切替可能なナローガイド（穀稈ガイド）１５が設けられている。このナローガイド１５は、前端部が未刈地側（左側）の分草具８の背部位置で分草支持フレーム８ａの前端部に回動自在に枢支され、ナローガイド１５の途中部が、外側リンクＡ１と内側リンクＡ２からなる横幅方向に屈伸（伸縮）可能な開閉作動機構１６を介して張出し・収納自在に連係されており、また、このナローガイド１５は高さが調節できるように上下方向にも作動するように構成されている。
【００２５】
ナローガイドの張り出し量は、開閉調節用モータＤによって調節され、ナローガイドの高さ位置は、高さ調節用モータＣによって作動されるように連携されている（図３参照）。これらモータＣ，Ｄは、半自動調節の場合は、運転席近くに設けられたスイッチのＯＮ・ＯＦＦ操作で行い、自動調節の場合には制御装置を介して作動されるようになっている。
【００２６】
要するに、半自動の場合、運転者側でナローガイドの地面からの高さを決定し、刈取作業中の上下調節は自動で行えるようにするとよい。
【００２７】
各モータＣ，Ｄは、刈取部側に支持するブラケット１８に取付部１９を介して取り付けられ、また、モータＣによって上下するナローガイドは、モータＣの軸芯Ｑを中心とする円弧状の長穴２０の範囲内で上下動するようになっている(図５参照)。
【００２８】
なお、各モータの伝動機構はウオームギヤを用いた構成としている。また、モータ制御のためには、モータＣ，Ｄの内部または外部にポテンショメータ（可変抵抗器、マイクロスイッチ等）を設けることができる。
【００２９】
図３に示すように、カメラ（第１撮像手段）２１は、外側リンクＡ１に取り付けられ、未刈地側の植立穀稈の状況（未刈側の分草具から後方に至る立毛穀稈）を撮影するようになっている。また、カメラ（第２撮像手段）２２は、内側リンクＡ２に取り付けられ、掻込搬送装置１１を含む刈取穀稈搬送装置１２による刈取穀稈搬送状況を撮影するようになっている。
【００３０】
なお、開閉作動機構１６の動きによって、つまり、ナローガイドの張り出し位置によって撮影範囲が移動することになるので、それに対応して開閉作動することが望ましい。
【００３１】
未刈地側を撮影する画像２３ｂと、刈取搬送側を撮影する画像（第１画像）２３ａを照合判定する手段は、白色か黒色かの二値化で画像処理を行い黒の占有率で判断するようになっている。つまり、刈取搬送側の画像２３ａと、未刈地側の画像（第２画像）２３ｂを照らし合わせてナローガイドを開閉作動させる画像処理部（図示省略）が運転席前側の操作ボックス６に設置され、穀稈株元側の黒色の部分と、未刈地側立毛穀稈の黒色の部分が重なり（図６に符号２３で示す）、黒色の占有率が高くなると、搬送中の穀稈株元側が立毛穀稈の穂先側に干渉(接触)したものとみなすことができる(図６参照)。この時は、搬送穀稈の株元側が未刈地側の立毛穀稈に接触することで、搬送穀稈に乱れを生じ、脱穀部の脱穀フィードチェンへの引継ぎ（受け渡し）が悪化する。
【００３２】
また、穀稈株元側の黒色の部分と、未刈地側立毛穀稈の黒色の部分が離間していると、その離間部分は白色となってあらわれ（図７参照）、ナローガイドは適正な位置（張り出し位置及び上下動位置）にあり、刈取搬送中の穀稈は、脱穀フィードチェンへの正常な引継ぎ搬送が良好に行えることになる。
【００３３】
なお、ナローガイド１５と、これを開閉作動する開閉作動機構（リンク機構）１６は白色にしておくことが望ましい。
【００３４】
要するに、黒色の占有率、つまり、画像、動画で暗いところが大半を占める時は、カメラの前には開閉作動機構と未刈穀稈、刈取搬送側の穀稈しか映っていないことになる。白色の占有率が増える時は、明るい所、つまり、白色の開閉作動機構と刈取搬送側の穀稈、未刈穀稈と刈取搬送側穀稈の間に白色の隙間（図７）ができることになる。
【００３５】
図８に示すように、ナローガイド１５を収納した状態で、畦際の刈取作業を行う場合があるが、外側リンクＡ１に設置された画像カメラ２１で畦際の畦畔付近を撮影することで、その畦際付近の状況が運転席側から容易に確認でき、高い畦畔、崖や建物などに車体が接触するのを回避することができる。
【００３６】
図９のＥ１で示すように、リンクＡ１（Ａ２）は、リンク自体の強度アップを図るため、カメラ２１（又は２２）を載せる略水平なリンク片ａと下向きの補強片ｂとからなるように略Ｌ字型に構成し、カメラ２１は締付具２４で締付固定するようになっている。
【００３７】
また、図９のＥ２で示すように、下向きの補強片ｂを上向きとした場合には、カメラ用通し穴２５を設ければよい。なお、リンクＡ１（Ａ２）の形状は、図９のＥ３，Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６のような手段をとることもできる。
【００３８】
なお、カメラをリンクの下面に設置した場合は、上から多量に落ちてくる藁屑などを回避でき、リンク自体がカバーする役目を果たすことができる。
【００３９】
ナローガイド１５の位置調節の基準の判定は、例えば、刈取搬送装置１２で搬送されている穀稈の株元側がナローガイド１５の開閉作動機構１６に接触している時の判定は、図６のような時に接触しているか、又はナローガイドが高すぎるという判定を行い、モータによってナローガイドを下げる方向に作動させる。
【００４０】
また、ナローガイド１５の位置調節の基準の判定は、例えば、未刈穀稈がナローガイドの開閉作動機構１６に接触している時（未刈穀稈が下から又は横から潜り込んできて接触）の判定は、図７のような時に接触しているか、又はナローガイドが高すぎるという判定を行い、モータＣによってナローガイド１５を下げる方向に作動させる。
【００４１】
刈取穀稈搬送装置１２で搬送されている穀稈の株元側が未刈穀稈に接触している時に、ナローガイド１５の張り出し量が足りないか、高さが足りないかの判定を行うが、ナローガイドの上下方向の高さ調節を優先するようにすることが効果的で、常にナローガイドの位置を適切に行うことができ、搬送作用が良好に行える。
【００４２】
画像、動画の黒色が基準値以下ならモータＣ，Ｄの両端子をショートさせ、モータの左右の回転にブレーキがかかるようにする。要するに、モータＣ，Ｄの両端子をショートさせることで、左右どちらの回転にもブレーキがかかるようになる。ナローガイドのモータ以外での上下移動を防ぐことができ、調節した位置から意図していない上下移動がなくなるので、調節の後で搬送装置で搬送している穀稈の株元側が開閉作動機構に接触して搬送に邪魔になることや、未刈穀稈がナローガイドの下をくぐり抜けてしまいクローラで未刈穀稈を踏んでしまうことを防止することができる。
【００４３】
次に、図１０に示すフローチャートに基づき、要点のみ説明する。刈取・脱穀レバーＯＮし、ＨＳＴレバー前進、パワステレバー下げにして刈取作業を開始する。刈取作業中、カメラによる画像を二値化し基準値と比較し、基準値以上の場合で、穀稈センサによりリンクＡ（Ａ１）の基準値よりも大きいと判断した場合は、画像、動画の黒色が基準値以上、かつ、距離センサにより供給部（刈取穀稈搬送装置）からの穀稈と未刈穀稈とが接触したと判断すると、モータを回転させ、穀稈ガイド（ナローガイド）を下げる。また、画像、動画の黒色が基準値以上、かつ、距離センサにより供給部（刈取穀稈搬送装置）からの穀稈と未刈穀稈とが接触したと判断した場合、モータＤを回転させ、穀稈ガイドの張り出し量を増加させる。
【００４４】
そして、画像、動画の黒色が基準値以上の場合、以下になるまで上記の処理を繰り返す。画像、動画の黒色が基準値以下の時は、モータＣ，Ｄ両端子をショートさせ、回転にブレーキがかかるようにする。また、画像、動画の黒色の基準値比較を継続して行う。
【００４５】
図１１及び図１２は、別実施例を示すもので、分草具８は、支軸３０を支点として回動可能に構成したもので、作業中、分草具の先端が誤ってコンクリート畦畔等に衝突した場合、分草具の先端は、支軸３０を支点として下方に後退回動することで、分草具８自体の破損や分草支持フレーム８ａの折曲を防止できる。また、先端が地中に潜行しても復帰バネ３１によって容易に脱出できる。なお、このバネ３１によって分草具にかかる衝撃を緩和することもできる。
【００４６】
更に、分草具８には、ピン軸３２のスライド穴３３が設けられ、支軸３０を中心とする円弧状に形成されている。マイクロスイッチ３４は、分草具の移動軌跡の円に対して接線になるよう設置することも可能で、また、マイクロスイッチはスイッチがＯＮ時に接点がつながり、ＯＦＦの時に接点が離れるようになっている。
【００４７】
自動刈高さ調節の制御は、図１３のフローチャートで示す通りであり、すなわち、操縦者による刈取部の条合わせ、刈取・脱穀レバーＯＮで、ＨＳＴレバー前進にする。そして、マイクロスイッチＯＮの場合には、分草具に過剰な負荷がかかっていないとして刈取部の高さはそのままとする。マイクロスイッチＯＦＦの場合には、分草具に過剰な負荷がかかっているとして刈取部を上げる。
【００４８】
分草具の回動支軸３０部にトルクセンサを設けることで、アナログ方式で分草具が受ける負荷を計測することができる。例えば、負荷を受ける理由が圃場の起伏なのか、稲の株元を押しのけてしまっているのかがよく分かる。これによると、次のような制御が可能となる。つまり、機体の前進によって刈取作業を開始し、トルクセンサによるねじり荷重の周波数をＦＦＴ（高速フーリエ変換）を利用して解析する。そして、蓄積データにより、今現在分草具にかかっている荷重が稲によるものか、地面の起伏なのか、分草具先端が地面に刺さっているかを判断する。地面の起伏による場合はそのまま作業を続けるが、地面に刺さっていると判断した場合は、刈取部を上昇させ、前進を止める。また、稲による場合には刈取部を上げ、それでも規制的な荷重がかかるなら稲と分草具が踏んでいるとして車体を左右に避けるようにする。
【００４９】
なお、分草具の先端に接地ローラを設けておくと、分草具の地面への追従性と上下回動がスムーズに行える。
【符号の説明】
【００５０】
３    刈取部
４    脱穀部
４ａ    脱穀フィードチェン
１２    刈取穀稈搬送装置
１５    ナローガイド
１６    開閉作動機構
Ａ１  外側リンク
Ａ２  内側リンク
２１    カメラ（第１撮像手段）
２２    カメラ（第２撮像手段）
２３ａ  刈取搬送側画像
２３ｂ  未刈地側画像
【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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