(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体（１）の後方に、植付装置（Ｃ）を傾動機構（３）により左右傾動可能に連結し、走行機体（１）に、同走行機体（１）の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ(Ｓ１)と、上記左右傾斜の角速度を検出する角速度センサ(Ｓ２)とを装着し、上記傾動機構（３）に、走行機体（１）と植付装置（Ｃ）間の相対傾動角度を検出する相対角度センサ(Ｓ３)を装着し、各センサ(Ｓ１)(Ｓ２)の検出値に基づき傾動機構（３）の作動を制御して、植付装置（Ｃ）の左右水平を保持すべく構成し、相対角度センサ(Ｓ３)の検出値により傾動機構（３）の作動をフィードバック制御することを特徴とする田植機の左右水平制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機の左右水平制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行機体の後方に植付装置を連結して、走行機体で植付装置を牽引して圃場を走行しながら苗の植付けを行う田植機があり、走行機体と植付装置とを略前後方向に伸延したローリング軸を介して相対的に左右傾動自在に連結し、走行機体と植付装置との間に油圧シリンダ等の傾動機構を介設すると共に、植付装置に左右傾斜を検出する傾斜センサを装着し、同傾斜センサの検出値により、傾動機構を作動させて植付装置の左右水平を保持して、一定の植付深さを保持するようにした左右水平制御装置を具備する田植機がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、走行機体が走行する際に圃場の凹凸等により左右傾斜し、この左右傾斜が連結機構を介し植付装置に伝達されて、植付装置の左右水平制御に悪影響を及ぼしたり、左右水平制御動作の遅れのために、植付装置の左右水平保持が不十分であるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では、走行機体の後方に、植付装置を傾動機構により左右傾動可能に連結し、走行機体に、同走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサと、上記左右傾斜の角速度を検出する角速度センサとを装着して、各センサの検出値に基づき傾動機構の作動を制御して、植付装置の左右水平を保持すべく構成したことを特徴とする田植機の左右水平制御装置を提供せんとするものである。
【０００５】
また、次のような特徴を併せ有するものである。
【０００６】
上記傾動機構に、走行機体と植付装置間の相対傾動角度を検出する相対角度センサを装着して、同相対角度センサの検出値により傾動機構の作動をフィードバック制御すること。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、自走可能の走行機体の後方に、植付装置を油圧シリンダ等の傾動機構を介して左右傾動自在に連結し、走行機体に、同走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサと、上記左右傾斜の角速度を検出する角速度センサとを装着し、上記傾動機構に走行機体と植付装置間の相対傾動角度を検出する相対角度センサを装着し、各センサの検出値をファジイ処理し、この処理結果に基づいて傾動装置を制御することにより、植付装置の左右水平を保持するようにしている。
【０００８】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１及び図２は、本発明に係る左右水平制御装置Ａを具備する田植機Ｂを示しており、同田植機Ｂは、自走可能の走行機体１の後方に、昇降リンク機構２と、左右傾動機構３とを介して、植付装置Ｃを昇降及び左右傾動自在に連結して、走行機体１で植付装置Ｃを牽引しながら、田面に苗を植付けるようにしている。
【００１０】
走行機体１は、左右前車輪4,4 と左右後車輪5,5 とを共に駆動する四輪駆動車に構成されており、ボンネット６の内部にエンジンＥを配置し、同ボンネット６の後部にステアリングホイル７を突設し、同ステアリングホイル７の下方左右側に各種ペダル８を設けている。
【００１１】
また、ステアリングホイル７の右側方にアクセルレバー９を設け、座席10の右側に、副変速ガイド溝11を挿通した植付装置昇降兼副変速レバー12を配設している。
【００１２】
副変速ガイド溝11は、前後方向に伸延して形成されており、植付装置昇降兼副変速レバー12の可動範囲の前部では、副変速機の変速比を、前方が高速に、後方が低速になるように操作でき、後部では、前方が植付装置Ｃの下げ、後方が上げになるように操作でき、前部から中途部にかけて植付クラッチを「入」、中途部から後部にかけて植付クラッチを「切」に操作できる。
【００１３】
また、上記副変速ガイド溝11の中途部の前方寄りと後方寄りの位置に、それぞれ左右凹部13と後凹部14とを形成して、左右凹部13のいずれかに植付装置昇降兼副変速レバー12を位置させるとその側のサイドマーカが下降し、後凹部14に位置させると植付装置Ｃの昇降作動を停止させるようにしている。
【００１４】
座席10の左側部には、主変速ガイド溝17を挿通した主変速レバー18を配設しており、上記主変速ガイド溝17は、後方に拡開した略Ｙ字状に形成されており、主変速レバー18を主変速ガイド溝17の前端部に位置させたときは、主クラッチが「入」で、かつ、路上走行に適した主変速機が変速比になり、右側後端部に位置させたときは、主クラッチが「入」で、かつ、後進になり、左側後端部に位置させたときは主クラッチが「切」になるようにしている。
【００１５】
植付装置Ｃは、中央植付ケース19に左右方向に伸延した連結パイプ20を挿通し、同連結パイプ20に適宜間隔を保持して複数の植付ケース21を配置し、これらの上方に、左右方向に伸延した上下レール22,23 を介して前高後低に傾斜した苗載台24を左右往復移動自在に配設し、各植付ケース21に装着した植付爪25の作動により、苗載台24に載置した苗マットから所定量の苗を削り取って田面に植付けるようにしている。図中、26はフロートである。
【００１６】
昇降リンク機構２は、図２及び図３で示すように、走行機体１の後部に立設した枠体27の上下部と、植付装置Ｃの下部前面に連設した門型フレーム28の上下部とを、それぞれトップリンク29とロアリンク30とで連結し、走行機体１に設けた昇降用油圧シリンダ31の伸縮作動により、植付装置Ｃを昇降作動させるようにしている。
【００１７】
左右傾動機構３は、図３及び図４で示すように、前記門型フレーム28と中央植付ケース19とを、軸芯を略前後方向に伸延させて配設したローリング軸32を介して回動自在に連結すると共に、前記上レール22を支持するために中央植付ケース19に立設した支柱33と、門型フレーム28の上面に立設した支持体34との間に両ロッド型の傾動用油圧シリンダ35を介設して、同傾動用油圧シリンダ35の伸縮作動により、植付装置Ｃを走行機体１に対して左右傾動させるようにしている。
【００１８】
また、走行機体１に、同走行機体１の前後中心線上に左右傾斜角度を検出する傾斜センサS1と、上記左右傾斜の角速度を検出する角速度センサS2とを装着している。
【００１９】
角速度センサS2は、走行機体１の前後中心線に対して対称的に配設した左右一対の加速度センサSL,SR で構成されており、各加速度センサSL,SR が検出した上下方向の加速度検出値の差を時間に関し積分して、走行機体１の左右傾斜の角速度を検出するようにしている。
【００２０】
なお、前記傾斜センサS1の検出値を時間に関し微分して、左右傾斜の角速度を求めることができ、この場合は、傾斜センサS1だけでことたり、しかも、初期値や累積誤差への考慮を要しないので、構造と角速度検出のアルゴリズムとを簡単にすることができる。
【００２１】
更に、傾動機構３に相対角度センサS3を設けて、走行機体１と植付装置Ｃとの間の相対傾動角度を検出するようにしており、相対角度センサS3は、図４で示すように、前述した支柱33と支持体34との間に、傾動用油圧シリンダ35に平行のリニアポテンショメータ36を介設したり、前記ローリング軸32にロータリポテンショメータ37を連動連結して、これらの抵抗値から走行機体１と植付装置Ｃとの間の相対傾動角度を検出するようにしている。
【００２２】
図５は、左右水平制御装置Ａと油圧回路40とを示しており、左右水平制御装置Ａは、前記傾斜センサS1と、角速度センサS2を構成する加速度センサSL,SR とを、それぞれ入力インタフェース41を介して、論理演算機能と記憶機能とを有するマイクロコンピュータを具備したコントローラ42の入力側に接続し、同コントローラ42の出力側に、コントローラ42からのデジタル信号を、同信号に対応したデューテイ比を有するパルスに変換して出力する出力インタフェース43を介し、前記傾動用油圧シリンダ35を制御する傾動用油圧制御弁44に接続して、各センサS1,S2 からの入力を後述するファジイ推論によって演算処理し、この演算結果に基づいて傾動用油圧シリンダ35の動作を制御するようにしている。図中、Ｐは油圧ポンプ、45はパワステアリング用油圧シリンダ、46はパワステアリング用油圧シリンダ45を制御するパワステアリング用油圧制御弁、47は走行操作系中に設けたベルクランクである。
【００２３】
次に、本発明の左右水平制御装置Ａによる植付装置Ｃの左右水平制御について説明する。
【００２４】
この左右水平制御は、ファジイ推論に基づき、走行機体１の左右傾斜を相殺する方向に植付装置Ｃを傾動させて植付装置Ｃの左右水平を保持するように構成して、連結機構を介して植付装置Ｃに伝達される走行機体１の左右傾斜の悪影響を解消するようにしている。
【００２５】
また、植付作業中、走行機体１の方が植付装置Ｃよりも圃場の左右傾斜に早く反応するので、走行機体１側に傾斜センサS1や角速度センサS2を配置して、機体の傾斜をいち早く検出して、制御動作の遅れを防止するようにしている。
【００２６】
即ち、前記傾斜センサS1と角速度センサS2からの検出値をファジイ推論により演算処理して走行機体１と植付装置Ｃ間の相対傾動角度を算出し、この相対角度から、傾動用油圧制御弁44に出力すべき制御操作量を算出し、この制御操作量に基づき傾動用油圧シリンダ35を作動させて、植付装置Ｃの左右水平を自動的に保持するようにしている。
【００２７】
上記ファジイ推論は、本実施例では、予め設定したメンバーシップ関数に基づき、傾斜センサS1の検出値を「左下り傾斜量大」「左下り傾斜量小」「傾斜＝０」「右下り傾斜量小」「右下り傾斜量大」の５段階に分類し、角速度センサS2の検出値を「左下り傾動角速度大」「左下り傾動角速度小」「傾動角速度＝０」「右下り傾動角速度小」「右下り傾動角速度大」の５段階に分類し、表１で示すファジイ規則に基づいて、「左上げ動作大」「左上げ動作小」「動作＝０」「右上げ動作小」「右上げ動作大」の５段階に制御操作量を算出する。
【００２８】
こうして算出した制御操作量を、出力インタフェース43を介し傾動用油圧制御弁44に出力して、傾動用油圧シリンダ35をＰＷＭ制御するようにしている。
【００２９】
【表１】
0003892587.tif 000002
【００３０】
また、相対角度センサS3の検出値を参照し、前記相対角度を目標値として、傾動用油圧シリンダ35をフィードバック制御することで、走行機体１の傾斜を相殺して、植付装置Ｃを正確に左右水平保持するようにしており、この場合も、前述したファジイ推論と略同様の演算処理により傾動用油圧シリンダ35を制御している。
【００３１】
このように、各センサS1,S2,S3から入力する検出値を、ファジイ推論により演算処理して制御操作量を算出するので、センサの個体差や温度ドリフトやリニアリティ等への考慮を要せず、従って、高精度のセンサを要せずコスト的に有利であり、また、制御アルゴリズムが簡単になる。
【００３２】
更に、傾動用油圧制御弁44をＰＷＭ制御しているので、傾動用油圧シリンダ35の作動が滑らかであり、ＯＮ・ＯＦＦ制御の場合のようなショックを伴わずに植付装置Ｃの水平保持動作を行うことができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果を得ることができる。
【００３４】
請求項１記載の発明では、走行機体の後方に、植付装置を傾動機構により左右傾動可能に連結し、走行機体に、同走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサと、上記左右傾斜の角速度を検出する角速度センサとを装着して、各センサの検出値に基づき傾動機構の作動を制御して、植付装置の左右水平を保持すべく構成したことによって、走行機体の左右傾斜による植付装置の左右水平保持制御への悪影響を防止し、更に、機体の左右傾斜をいち早く感知して、上記制御動作の遅れを防止して、適切な植付装置の左右水平制御を行うことができる。また、上記傾動機構に、走行機体と植付装置間の相対角度を検出する相対角度センサを装着して、同相対角度センサの検出値により傾動機構の作動をフィードバック制御することにより、上記植付装置の左右水平制御を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る左右水平制御装置を具備する田植機の側面図。
【図２】同平面図。
【図３】傾動機構の一部断面側面図。
【図４】傾動機構の平面図。
【図５】制御装置と油圧回路の構成を示す説明図。
【符号の説明】
Ａ  左右水平制御装置
１  走行機体
４  植付装置
３  傾動機構
S1  傾斜センサ
S2  角速度センサ
S3  相対角度センサ
【図１】
0003892587.tif 000003
【図２】
0003892587.tif 000004
【図３】
0003892587.tif 000005
【図４】
0003892587.tif 000006
【図５】
0003892587.tif 000007