(57)【要約】【課題】制御規制機能による傾斜制御の規制及び平行制御を正確且つ容易に行うことができる移植機を提供することを課題としている。【解決手段】走行機体１側と、走行機体１に対して昇降自在且つ左右揺動自在に連結された移植作業機３側との間に、走行機体１に対する移植作業機３側の傾斜角度を測定する角度検出センサ２１を設け、移植作業機３を左右揺動させるアクチュエータ１８を制御する制御部が、角度検出センサ２１からのデータに基づく平行制御機能によって、移植作業機３の所定高さ以上への上昇時に、移植作業機３の左右傾斜姿勢を走行機体１に対して平行姿勢となるように制御し、且つ植付け作業時に移植作業機３の左右傾斜姿勢を圃場に対して適正姿勢に制御する傾斜制御機能の揺動可能角度を、角度検出センサ２１からのデータに基づく制御規制機能によって所定の範囲内に規制する。【選択図】          図７
2004187516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体（１）に対して昇降自在且つ左右揺動自在に移植作業機（３）を連結し、該移植作業機（３）を左右揺動させるアクチュエータ（１８）と、該アクチュエータ（１８）を制御する制御部を備え、該制御部が、移植作業機（３）の左右傾斜姿勢を植付け作業時に圃場に対して適正姿勢に制御する傾斜制御機能と、移植作業機（３）の所定高さ以上への上昇時に走行機体（１）に対して平行姿勢となるように制御する平行制御機能と、上記傾斜制御の揺動可能角度を所定の範囲内に規制する制御規制機能を備えた移植機において、走行機体（１）側と移植作業機（３）側との間に、走行機体（１）に対する移植作業機（３）側の傾斜角度を測定する角度検出センサ（２１）を設け、制御部が、該角度検出センサ（２１）からのデータに基づきアクチュエータ（１８）を制御して、平行制御機能による平行制御及び制御規制機能による揺動規制を行う移植機。
【請求項２】
傾斜制御機能による傾斜制御が、移植作業機（３）の植付け作業を行わない非作業高さにおいて停止する請求項１の移植機。
【請求項３】
移植作業機（３）側に圃場に対する作業を行う対地作業機を、移植作業機（３）と走行機体（１）との間に設け、平行制御機能による平行制御が、上記対地作業機と走行機体（１）の後輪とが当接しない移植作業機（３）の上昇高さにおいて開始される請求項１又は２の移植機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行機体に対して昇降自在且つ左右揺動自在に移植作業機を連結した移植機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第２５７８５９６号  公報
【特許文献２】特開平７−３２２７２３号  公報
上記特許文献１には、乗用田植機において植付作業機を植付け作業中に圃場面に対して平行に制御する傾斜制御と、植付作業機の上昇上限近傍において走行機体に対して平行に制御する平行制御が記載されている。また特許文献２には、植付作業機のローリングを規制する規制機構が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本件は、少なくとも傾斜制御の規制を行う制御規制機能と、平行制御を正確且つ容易に行うことができる移植機を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の移植機は、走行機体１に対して昇降自在且つ左右揺動自在に移植作業機３を連結し、該移植作業機３を左右揺動させるアクチュエータ１８と、該アクチュエータ１８を制御する制御部を備え、該制御部が、移植作業機３の左右傾斜姿勢を植付け作業時に圃場に対して適正姿勢に制御する傾斜制御機能と、移植作業機３の所定高さ以上への上昇時に走行機体１に対して平行姿勢となるように制御する平行制御機能と、上記傾斜制御の揺動可能角度を所定の範囲内に規制する制御規制機能を備えた移植機において、走行機体１側と移植作業機３側との間に、走行機体１に対する移植作業機３側の傾斜角度を測定する角度検出センサ２１を設け、制御部が、該角度検出センサ２１からのデータに基づきアクチュエータ１８を制御して、平行制御機能による平行制御及び制御規制機能による揺動規制を行うことを第１の特徴としている。
【０００５】
また傾斜制御機能による傾斜制御が、移植作業機３の植付け作業を行わない非作業高さにおいて停止することを第２の特徴としている。
【０００６】
そして移植作業機３側に圃場に対する作業を行う対地作業機を、移植作業機３と走行機体１との間に設け、平行制御機能による平行制御が、上記対地作業機と走行機体１の後輪とが当接しない移植作業機３の上昇高さにおいて開始されることを第３の特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１，図２は本発明を採用した移植機である乗用田植機の側面図及び平面図であり、前輪１ａ及び後輪１ｂを備えた走行機体１の後方に昇降リンク機構２を介して移植作業機である植付作業機３が昇降自在に連結された構成となっている。そして従来同様植付作業機３は、図示しない油圧シリンダによって昇降駆動され、植付け作業時にはフロート４が接地するように下降させられ、作業中の旋回時や、路上走行時、格納時等には、接地しない所定の高さに上昇せしめられる。
【０００８】
このとき上記植付作業機３は、従来同様、左右方向の横フレーム５にプランタケース８が一体的に固定され、該プランタケース８に苗の植え付け用の植付け爪６が回転駆動自在に取り付けられ、横フレーム５の上方に左右移動自在に苗載台７が設けられ、上記フロート４がプランタケース８の下方に設けられた構造となっている。
【０００９】
そして本乗用田植機は、圃場内で走行機体１を走行させ、植付作業機３をフロート４が接地するように下降させて作動させることによって、機体１の走行に伴い植付作業機３が植付爪６によって苗載台７から苗を描き取り、該苗を圃場に植え付ける。
【００１０】
なお上記苗載台７は、植付け作業時に植付爪６の苗の掻き取りタイミングに合わせて強制的に左右方向に往復横送りされる。また植付作業機３には、植付作業機３と走行機体１の後輪１ｂとの間に位置するように、圃場の整地を行う整地ロータ１２が対地作業機として回転駆動自在に取り付けられている。
【００１１】
一方上記昇降リンク機構２は、図３，図４に示されるように、後端部に植付作業機３の支持部９を備え、該支持部９の下端部に設けられた前後方向のボス部９ａが、横フレーム５側から前方に突出するローリング軸１０を回動自在に支持することによって、植付作業機３をローリング自在に支持している。
【００１２】
また支持部９と横フレーム５側との間には、上記支持部９のボス部９ａに回動自在に外嵌されるボス１１ａが下端部に設けられた中間部材１１が介設されており、すなわち該中間部材１１は、上記ローリング軸１０を軸心として上記ボス部９ａに対して左右揺動自在に支持されて設けられている。
【００１３】
一方上記中間部材１１の上端側には、左右両側方に延出する連結プレート１４が一体的に設けられており、該連結プレート１４の左右両端が、緩衝部材１５を介して横フレーム５側に、初期状態で横フレーム５と中間部材１１とが垂直となるように弾力的に連結されている。これにより植付作業機３は、昇降リンク機構２に対して緩衝部材１５を介して中間部材１１と一体的に左右揺動し、且つ中間部材１１に対して（中間部材１１を中心として）弾力的に揺動する。
【００１４】
また上記支持部９には、減速機構を備えたモータ１８がブラケット１７を介して取り付けられており、上記減速機構の出力側に取り付けられたピニオンギヤ１９が、連結プレート１４に形成される上記ボス１１ａの軸心を中心とした円弧状のラック１４ａに噛合している。
【００１５】
以上のように植付作業機３は、走行機体１に対して、昇降リンク機構２を介して昇降自在に、支持部９を介して左右揺動（傾動）自在に連結されており、上記モータ１８を駆動することによって中間部材１１がローリング軸１０を軸心として左右揺動駆動され、前述のように植付作業機３が中間部材１１と一体的に左右揺動せしめられる。
【００１６】
すなわち中間部材１１を介した植付作業機３の左右揺動駆動によって、上記植付作業機３の緩衝部材１５を介した弾力的な揺動の基準（中間部材１１）の支持部９（走行機体１側）に対する揺動角度が設定調節される。なお中間部材１１の揺動可能範囲は、ラック１４ａとピニオンギヤ１９との全噛合い範囲であり、本実施形態においては、該全噛合い範囲内における所定の範囲が、揺動許容範囲として設定されている。
【００１７】
そして上記モータ１８は、後述する制御部によって作動が制御されており、中間部材１１を水平面に対して垂直に制御して植付作業機３を水平に維持する傾斜制御（詳細は後述）と、中間部材１１を走行機体１に対して垂直に制御して植付作業機３の走行機体１に対する平行を維持する平行制御（詳細は後述）を行うことが可能となっている。
【００１８】
なお制御部の制御規制機能（詳細は後述）により、上記ラック＆ピニオンの噛合い範囲を越えるモータ１８の駆動は規制され、すなわち中間部材１１の揺動範囲が、上記揺動許容範囲に規制されている。また植付作業機３は、傾斜制御状態においては水平を中心（基準）に、平行制御状態においては走行機体１に対する平行状態を中心（基準）として、中間部材１１に対して弾力的な揺動を行うことができる。
【００１９】
一方上記制御部は、走行機体１側に設けられており、また植付作業機３には、横フレーム５側に植付作業機３の水平面に対する傾斜を計測する傾斜センサ２０が、該傾斜センサ２０と同位置に、植付作業機３の傾斜時の角速度を計測する角速度センサが、上記中間部材１１と支持部９のボス部９ａとの間に、支持部９に対する中間部材１１の揺動角度を検出するポテンショメータ２１がそれぞれ取り付けられている。
【００２０】
そして上記各センサ（傾斜センサ２０，角速度センサ，ポテンショメータ２１）が制御部に接続され、各検出値が制御部に入力されており、制御部は各センサからのデータに基づき、以下に示すように上記傾斜制御，平行制御，規制制御をそれぞれ行う。
【００２１】
次に上記傾斜制御を行う制御部の傾斜制御機能について説明する。該傾斜制御は、図５のフローチャートに示されるように、まずステップＳ１において植付作業機３の高さをチェックし、植付作業機３の高さが植付け作業を行う高さの上限より低い（植付け可能高さ以下）場合に、植え付け作業中であると判断し、ステップＳ２に進み、傾斜センサ２０からのデータを読み込む。
【００２２】
そしてステップＳ３に進み、制御フラグをチェックし、比較処理、すなわち傾斜制御の条件チェック及び傾斜制御を行う場合のモータ１８の駆動方向と駆動量等の演算を行う処理か、出力処理、すなわち比較処理により演算された結果に基づきモータ１８を駆動する処理のいずれを行うかのチェックをフラグによって行う。
【００２３】
そして比較処理を行う場合は、ステップＳ４に進み、傾斜センサ２０の計測値から植付作業機３を水平にするためのモータ１８の駆動方向（出力方向）と駆動時間を演算し、次にステップ５に進み、角速度センサの計測値を読み込んだ後、ステップＳ６に進み、角速度センサの計測値から植付作業機３を水平にするためのモータ１８の駆動方向（出力方向）を演算し、ステップＳ７に進む。
【００２４】
そしてステップＳ７において、傾斜センサ２０の計測値から演算されるモータ１８の駆動方向と、角速度センサの計測値から演算されるモータ１８の駆動方向とを比較し、両駆動方向が一致する場合に、ステップＳ８に進み、モータ１８の出力方向と、傾斜センサ２０の計測値から演算される駆動時間を出力処理用にセットし、リターンする。
【００２５】
そしてその後上記ステップＳ３において出力処理のフローに入り、セットされたモータ１８の出力方向と駆動時間によってモータ１８を駆動し、植付作業機３の水平が維持される。なおステップＳ７において、傾斜センサ２０の計測値から演算されるモータ１８の駆動方向と、角速度センサの計測値から演算されるモータの駆動方向とが一致しない（異なる）場合は、苗載台７の往復動作等により植付作業機３が水平となる方向に弾力的に揺動しているため、上記モータ１８の出力方向と駆動時間のセットを行わずにリターンする。
【００２６】
またステップＳ１において植付作業機３の高さが、上記植付け可能高さを超える非作業高さにある場合は、非作業、旋回、格納等のための植付作業機３の上昇であり、植付け作業を行なわないため傾斜制御は不要であると判断し、傾斜制御を停止する。以上に示す傾斜制御により、植付作業機３は植付け作業中、走行機体１の傾斜に関わらず水平が維持され、植付け性能が向上する。
【００２７】
なお上記傾斜制御は圃場面が水平であることを前提としたものである。このため傾斜した圃場の場合は、制御部側に接続されるボリュームコントローラ等によって上記傾斜制御の基準となる角度を水平（０度）に対して傾斜させたものに調整して行い、すなわち上記傾斜制御によって植付作業機３が圃場面に対して平行であることを植付作業機３の適正姿勢として植付作業機３の左右揺動（傾斜）を制御する。
【００２８】
次に前述の平行制御を行う平行制御機能について説明する。図６のフローチャートに示されるように、上記平行制御は、まずステップＳ１において植付作業機３の高さをチェックし、植付作業機３の高さが上記植付け高さをを超える高さ、すなわち非作業高さである場合に、非作業、旋回、格納等のための植付作業機３の上昇であると判断し、ステップＳ２に進み、ポテンショメータ２１からのデータを読み込む。
【００２９】
そしてステップＳ３に進み、制御フラグをチェックし、比較処理、すなわち平行復帰制御の条件チェック及び平行復帰制御を行う場合のモータ１８の駆動方向と駆動量等の演算を行う処理か、出力処理、すなわち比較処理により演算された結果に基づきモータ１８を駆動する処理のいずれを行うかのチェックをフラグによって行う。
【００３０】
そして比較処理を行う場合は、ステップＳ４に進み、ポテンショメータ２１の計測値から植付作業機３を走行機体１に対して平行にするためのモータ１８の駆動方向（出力方向）と駆動時間を演算し、次にステップ５に進み、モータ１８の出力方向と、ポテンショメータ２１の計測値から演算される駆動時間を出力処理用にセットし、リターンする。
【００３１】
そしてその後上記ステップＳ３において出力処理のフローに入り、セットされたモータ１８の出力方向と駆動時間によってモータ１８を駆動し、植付作業機３の走行機体１に対する平行が維持される。なおステップＳ１において植付作業機３が非作業高さより低い（植付け可能高さ以下）位置にあると、植付け作業中等で上昇中ではないと判断し、ステップＳ１から直接リターンする。
【００３２】
なお本実施形態において、傾斜制御が停止される植付作業機３の昇降時の高さと、平行制御が開始される植付作業機３の昇降時の高さはともに非作業高さ（非作業高さの下限）であり等しく、すなわち植付作業機３の当該昇降高さ（非作業高さ）において、植付作業機３の揺動の制御が傾斜制御から平行制御に切り替えられる。そして非作業高さにおいては、整地ロータ１２と走行機体１の後輪１ｂとが当接しないように、整地ロータ１２及び植付作業機３の位置が設定されている。
【００３３】
次に前述の制御規制を行う制御規制機能について説明する。図７のフローチャートに示されるように、上記制御規制は、まずステップＳ１において制御フラグをチェックし、前述の傾斜制御又は平行制御が出力処理である場合に、ステップＳ２に進み、ポテンショメータ２１からのデータを読み込む。そしてステップＳ３に進み、ポテンショメータ２１からのデータの値をチェックし、データの値が所定の範囲内、すなわち中間部材１１の揺動角度が揺動許容範囲内である場合は、ステップＳ４に進み、作動中の出力処理を継続させる。
【００３４】
またステップＳ３においてポテンショメータ２１からのデータの値が上記所定の範囲の外、すなわち中間部材１１の揺動角度が揺動許容範囲を超えている場合は、ステップＳ５に進み、作動中の出力処理を停止させる。なおステップＳ１における制御フラグのチェックによって、いずれの出力処理も行われていない場合は、ステップＳ１から直接リターンする。
【００３５】
以上のように植付作業機３の上昇時に、前記非作業高さ（切替高さ）において、傾斜制御から平行制御に切り替えられ、ポテンショメータ２１からのデータに基づいて植付作業機３を走行機体１を基準に平行制御されるため、走行機体１が水平状態の場合だけでなく、傾斜地等において傾斜していた場合でも、傾斜制御を正確且つ容易に行うことができる。
【００３６】
そして上記切替高さにおいては、走行機体１の後輪１ｂと植付作業機３側（整地ロータ１２）とが当接することは無く、換言すると、上記平行制御によって、後輪１ｂと整地ロータ１２とが当接しない高さから平行制御を行うことができるため、従来の乗用田植機に比較して、走行機体１と植付作業機３とを近接させて配置することができ、乗用田植機の全長を短くすることができる。
【００３７】
また傾斜制御及び平行制御の規制が、ポテンショメータ２１からのデータに基づいた中間部材１１の揺動規制によって行われるため、ラック１４ａとピニオン１９との噛合い限界を超える中間部材１１の揺動が規制され、モータ１８の焼き付き等の揺動機構部分の破損等を防止することができる他、モータ１８による中間部材１１の揺動限界を検出するリミットスイッチ等が不要となる。
【００３８】
なお中間部材１１の揺動許容範囲、すなわち傾斜制御及び平行制御の許容揺動範囲は、制御部において規制を行うポテンショメータ２１からのデータ値によって容易に変更することができる。
【００３９】
また制御部は、ポテンショメータ２１によって昇降リンク機構２（走行機体１側）に対する中間部材１１（植付作業機３側）の傾斜角度の絶対値を直接読むことができる。このため、傾斜制御を傾斜センサ２０から得られる絶対水平を基準にする場合に比較して、植付作業機３の上昇時に植付作業機３の揺れ等が発生しても、支持部９（走行機体１）を基準に平行を調節制御するため、植付作業機３の平行制御によるバタツキ等が防止され、安定した平行制御が行われる。また応答遅れも少なく、素早く且つ円滑に平行制御を行うことができる。
【００４０】
なお平行制御はポテンショメータ２１からのデータに基づいて行われるため、必ずしも規制制御によって揺動範囲を規制する必要はなく、平行制御内で揺動範囲を規制してもよい。つまり規制制御機能は、少なくとも傾斜制御の揺動規制を行えばよい。また本実施形態において、傾斜制御が停止される植付作業機３の昇降時の高さと、平行制御が開始される植付作業機３の昇降時の高さは、等しく非作業高さの下限であるが、傾斜制御が停止される植付作業機３の昇降時の高さと、平行制御が開始される植付作業機３の昇降時の高さを異なる高さとすることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように構成される本発明の構成によると、移植作業機の上昇時に、所定の高さにおいて角度検出センサからのデータに基づき平行制御が行われ、移植作業機が走行機体を基準に平行制御されるため、走行機体が水平状態の場合だけでなく、傾斜地等において傾斜していた場合でも、水平制御を正確且つ容易に行うことができるという利点がある。
【００４２】
また制御規制機能による傾斜制御の規制及び平行制御が、上記角度検出センサからのデータに基づいて行われるため、アクチュエータの焼き付き等の揺動機構部分の破損等を防止することができる他、傾斜制御及び平行制御による移植作業機の揺動限界を検出するリミットスイッチ等が不要となる。
【００４３】
なお制御部は、角度検出センサによって走行機体に対する移植作業機側の傾斜角度の絶対値を直接読み取ることができるため、上昇時に移植作業機の揺れ等が発生しても、走行機体を基準に平行制御が行われ、平行制御時の移植作業機のバタツキ等が防止され、安定した平行制御が行われる。
【００４４】
一方傾斜制御機能による傾斜制御を、移植作業機の非作業高さにおいて停止させることにより、不要な制御による移植作業機の揺動を停止させることができるという利点がある。
【００４５】
また移植作業機側に圃場に対する作業を行う対地作業機を、移植作業機と走行機体との間に設け、平行制御機能による平行制御を、上記対地作業機と走行機体の後輪とが当接しない移植作業機の上昇高さにおいて開始する構成とすることにより、移植作業機の上昇時に、走行機体の後輪と対地作業機とが当接することは無く、換言すると、上記平行制御によって、走行機体の後輪と対地作業機とが当接しない高さから平行制御を行うことができるため、従来の移植機に比較して、走行機体と移植作業機とを近接させて配置することができ、移植機の全長を短くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用田植機の側面図である。
【図２】乗用田植機の平面図である。
【図３】植付作業機の連結部分の正面図である。
【図４】植付作業機の連結部分の側面図である。
【図５】傾斜制御のフローチャート図である。
【図６】平行制御のフローチャート図である。
【図７】制御規制のフローチャート図である。
【符号の説明】
１      走行機体
３      植付作業機（移植作業機）
１８    モータ（アクチュエータ）
２１    ポテンショメータ（角度検出センサ）
【図１】
2004187516.tif 000003
【図２】
2004187516.tif 000004
【図３】
2004187516.tif 000005
【図４】
2004187516.tif 000006
【図５】
2004187516.tif 000007
【図６】
2004187516.tif 000008
【図７】
2004187516.tif 000009