(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌面に対して機体（１）の前後の傾斜状態を検出可能な前後傾斜検出手段（２）と、刈取装置（３）による刈高さを検出可能な刈高検出手段（４）と、この両検出手段（２），（４）の検出値により刈取装置（３）を昇降して自動的に刈高さを調節制御可能なコントローラ（５）とを有するコンバインにおいて、前記前後傾斜検出手段（２）が機体（１）の前後傾斜を検出すると、刈取装置（３）を昇降シリンダ（１６ａ）の作動により所定の適正位置まで刈高センサ（４）の検出により昇降させる構成とし、刈取装置（３）を所定の適正位置まで昇降させて調節制御するにあたり、前記前後傾斜検出手段（２）による機体（１）の前後傾斜状態の検出値から算出した傾斜変化率により、刈取装置（３）を昇降させる速度を算出し、この算出された昇降速度で前記刈取装置（３）を適正な位置へ調節制御する構成とし、さらに、刈取装置（３）を昇降自在に支持する刈取支軸（１６）に設けた回動角度センサ（５６）によって機体（１）に対する刈取装置（３）の回動角度（θ）を検出し、この回動角度（θ）の検出値から機体（１）の沈下量（α）を求め、該刈取装置（３）の回動角度（θ）と機体（１）の沈下量（α）との関係から土壌面の軟弱度合を算出する構成とすると共に、算出した土壌面の軟弱度合に対する適正車速を予め設定する構成とし、車速センサ（２８）によって検出したコンバインの車速が、前記土壌面の軟弱度合に対する適正車速となるようにコンバインの車速制御を行なうように構成したことを特徴とするコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、農業機械であるコンバインに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、コンバインにより収穫作業を行うとき、作業速度や圃場条件（土壌面の軟弱度合や凹凸度合等）により機体が傾斜するため、この機体の傾斜状態に応じて刈高検出手段により、刈取装置を適正な刈高さ位置に昇降調節する形態のものが一般的であるが、このような刈高さの調節制御時に、機体の傾斜量の大小又は傾斜速度の緩急等によって、刈取装置の昇降量に過不足を生じたり又は昇降速度が遅れたりして、刈高さが安定せずに刈取性能に支障を来し、最悪の場合には刈取装置が土壌面に突っ込んで損傷する等の不具合が生じていた。
【０００３】
そこでこの発明は、機体が傾斜すると刈高さを適正位置に調節制御する。そして、刈高さを適正位置に調節制御する際の刈取装置の昇降速度を機体の傾斜度合いから算出して、刈取装置を速やかに昇降させようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、土壌面に対して機体（１）の前後の傾斜状態を検出可能な前後傾斜検出手段（２）と、刈取装置（３）による刈高さを検出可能な刈高検出手段（４）と、この両検出手段（２），（４）の検出値により刈取装置（３）を昇降して自動的に刈高さを調節制御可能なコントローラ（５）とを有するコンバインにおいて、前記前後傾斜検出手段（２）が機体（１）の前後傾斜を検出すると、刈取装置（３）を昇降シリンダ（１６ａ）の作動により所定の適正位置まで刈高センサ（４）の検出により昇降させる構成とし、刈取装置（３）を所定の適正位置まで昇降させて調節制御するにあたり、前記前後傾斜検出手段（２）による機体（１）の前後傾斜状態の検出値から算出した傾斜変化率により、刈取装置（３）を昇降させる速度を算出し、この算出された昇降速度で前記刈取装置（３）を適正な位置へ調節制御する構成とし、さらに、刈取装置（３）を昇降自在に支持する刈取支軸（１６）に設けた回動角度センサ（５６）によって機体（１）に対する刈取装置（３）の回動角度（θ）を検出し、この回動角度（θ）の検出値から機体（１）の沈下量（α）を求め、該刈取装置（３）の回動角度（θ）と機体（１）の沈下量（α）との関係から土壌面の軟弱度合を算出する構成とすると共に、算出した土壌面の軟弱度合に対する適正車速を予め設定する構成とし、車速センサ（２８）によって検出したコンバインの車速が、前記土壌面の軟弱度合に対する適正車速となるようにコンバインの車速制御を行なうように構成したことを特徴とするコンバインの構成とする。
【０００５】
【作用】
上記の構成により、コンバインにより収穫作業を行うとき、走行速度や土壌面の軟弱度合及び凹凸度合等の圃場条件に応じて機体１の傾斜する前後傾斜量が大小に変化する。このように、機体１が前後傾斜すると刈取装置３も一緒に前後傾斜してしまうので、適正な刈高さから外れてしまう。即ち、刈取装置３の対地面に対する位置関係が適正位置でなくなる。そこで、コントローラ５が機体１の前後傾斜を検出すると、刈取装置３を昇降シリンダ１６ａの作動により所定の適正位置まで刈高センサ４の検出により昇降させる。この場合、機体１の前後傾斜量を、例えば静電容量等により検出する前後傾斜検出手段２によって検出すると、前後傾斜検出手段２の検出値から算出した傾斜変化率（例えば傾斜状態の微分係数等）を求め、この傾斜変化率から刈取装置３を昇降させる昇降速度を算出して、刈取装置３を速やかに適正位置へ調節する。
また、機体１に対する刈取装置３の回動角度θを検出し、この回動角度θの検出値から機体１の沈下量αを求める。そして、刈取装置３の回動角度θと機体１の沈下量αとの関係から土壌面の軟弱度合を算出し、算出した土壌面の軟弱度合に対する適正車速を予め設定する。車速センサ２８によって検出したコンバインの車速が、土壌面の軟弱度合に対する適正車速となるようにコンバインの車速制御を行なう。
【０００６】
【発明の効果】
上記作用の如く、コンバインの収穫作業において、走行速度や圃場条件に応じて変化する機体１の前後傾斜量を検出し、この検出値から刈取装置３を適正な刈高さ位置に調節する。この場合、算出した傾斜変化率によって、刈取装置３の昇降速度を算出し、この算出した昇降速度で刈取装置３の位置を適正な位置に制御する。このため、機体１の前後傾斜に応じて一緒に刈取装置３が対地面に対して位置関係が変化しようとしても、速やかに刈取装置３の対地面に対する位置関係が修正できるようになるので、刈取作業に支障をきたすのを防止できるようになる。また、機体１の前後傾斜状態に応じて素早く調整可能となるので、機体の前後傾斜量の大小又は傾斜速度の緩急等によって、刈取装置の昇降速度が遅れたりして、刈高さが安定せずに刈取性能に支障を来し、最悪の場合には刈取装置が土壌面に突っ込んで損傷する等の不具合を防止して、刈高さを所定の適正位置にオペレータを煩わすことなく自動的に的確且つ敏速に調節制御しうるものである。
また、土壌面の軟弱度合に対する適正車速となるように、コンバインの車速を制御するようにしているので、走行土壌面が荒らされたり、過負荷によりエンジンが停止するような不具合を防止できるようになる。そして、安定した走行により効率的な作業の継続が可能となる。
【０００７】
【実施例】
以下に、この発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１はコンバインの全体構成を示すもので、コンバインの走行フレーム６の下部側に土壌面を走行する左右一対の走行クロ−ラ７を張設した走行装置８を配設すると共に、該走行フレーム６上にフィ−ドチェン９に挟持搬送して供給される刈取り穀稈を脱穀し、この脱穀された穀粒を選別回収して一時貯留するグレンタンク１０と、この貯留した穀粒を機外へ排出する排穀オーガ１０ａとを備えた脱穀装置１１を載置構成している。
【０００８】
該脱穀装置１１の前方に、その前端側から植立穀稈を分草する分草体１２と、分草された穀稈を引き起こす引起部１３と、引き起こされた穀稈を刈り取る刈刃部１４と、この刈り取られた穀稈を後方側へ搬送しながら横倒れ姿勢に変更して該フィ−ドチェン９へ受渡しする穀稈搬送部１５等を有する刈取装置３を、刈取支軸１６を回動中心として油圧駆動による昇降シリンダ１６ａにより土壌面に対し昇降自在に作用するよう構成している。
【０００９】
該分草体１２の後部側に、超音波を発射しその反射波を受けて刈取り穀稈の刈高さを検出する刈高検出手段としての刈高センサ４を土壌面に向け装着すると共に、この刈高センサ４の検出により、刈取装置３の刈高さを所定の適正位置に調節制御させる刈高制御スイッチ１７を設けて構成している。
該刈取装置３の一側にコンバインの操作制御を行う操作装置１８と、この操作のための操作席１９とを設け、この操作席１９の下方側にはエンジン２０を搭載し、後方側には前記グレンタンク１０を配置すると共に、操作装置１８と操作席１９とを覆うキャビン２１を設けて構成している。これらの走行装置８，脱穀装置１１，刈取装置３，操作装置１８，エンジン２０等によってコンバインの機体１を構成させている。
【００１０】
前記走行フレーム６の中央側左右位置に縦方向に固着した左右の縦フレ−ム２２と、この左右の縦フレーム２２の外側下方に略並行に左右の転輪フレーム２３を接合配設し、この左右の転輪フレーム２３の後端部上側に、各々左右の後部転輪２４を回動可能に軸支する後部転輪受２４ａを前後調節可能に後方に向け支持すると共に、該左右の転輪フレーム２３の外側面下部側に各々所定の間隔をおいて複数個の接地転輪２５を遊転自在に軸支して構成する。
【００１１】
これらの左右の後部転輪２４及び複数個の接地転輪２５と、走行フレーム６の前端部に装架した走行用ミッションケ−ス２６から動力を伝達する駆動輪２７とに、前記左右の走行クロ−ラ７を各々巻掛け張設した構成とする。２５ａは補助転輪を示す。
該機体１の前後傾斜状態を検出する、静電容量形式による傾斜検出手段としての前後傾斜センサ２を該走行フレーム６の適宜位置に配設すると共に、車速を検出する車速センサ２８を該ミッションケース２６の伝動経路に配設する。
【００１２】
図２に示す如く、ＣＰＵを主体として自動回路の演算制御を行うと共に、機体１の傾斜状態の検出値により刈取装置３の刈高さの調節内容を演算するコントローラ５を設け、このコントローラ５の入力側へ、該前後傾斜センサ２，車速センサ２８と前記刈高センサ４，刈高制御スイッチ１７とを各々接続すると共に、その出力側へ、前記昇降シリンダ１６を作動させる刈取昇降電磁弁２９を接続して構成させる。
【００１３】
コンバインにおける収穫作業時に、圃場又は圃場内の場所の違い等により土壌面の軟弱度合や凹凸度合等が異なることと、更に走行速度の変速等によって機体１の前後方向の傾斜量が大小に変化するため、このような状態において刈高制御スイッチ１７をＯＮして刈取作業を行うときに、図３のフローチャートに示す如く、まず前後傾斜センサ２により機体１の前後傾斜量を検出し、この前又は後傾斜量によって、図４の線図に示す如く傾斜変化率としての微分係数を求める。
【００１４】
この微分係数から、図５の線図に示す如く刈取装置３の昇降量又は昇降速度を算出し、傾斜変化率が中立状態のときはリターンさせ、変化率が（＋）側のときは機体１が前傾斜していることになるから、刈取装置３を昇降シリンダ１６ａの作動により所定の適正位置まで刈高センサ４の検出により上昇させると共に、変化率が（−）側のときは機体１が後傾斜していることになるから、刈取装置３を前記の処理に準じて下降させる。
【００１５】
このように、刈取作業において機体１が前後方向に傾斜するときは、この傾斜を前後傾斜センサ２の検出値から求めた傾斜変化率と、刈高センサ４による刈高さの検出値とをコントローラ５に送って演算制御を行い、この処理により刈取装置３を昇降させる昇降量又は昇降速度を傾斜状態に応じて素早く追従調整することが可能であるから、刈高さを所定の適正位置にオペレータを煩わすことなく自動的に的確且つ敏速に調節制御することができる。
【００１６】
また、上記と異なる実施例として、前記の図１に示す如きコンバインにおける走行装置８を、ローリング制御とピッチング制御を可能とする構成に変更するもので、その構成内容を下記に説明する。（同一作用のものは同一符号を付す）
図６及び図７に示す如く、前記走行フレーム６の左右の縦フレーム２２の前端下部に設けた支持枠３０に各々ローリングメタル３１を固定すると共に、この左右のローリングメタル３１に回動可能に軸支した前部ローリング軸３２に、各々上部アーム３３ａと下部アーム３３ｂとを側面視く字状に軸止して前部ローリングアーム３３を形成し、この左右の前部ローリングアーム３３の下部アーム３３ｂの下端部位置と、左右の縦フレ−ム２２の外側下方に各々位置する前記左右の転輪フレーム２３の前部側位置とを回動可能にピン３４により連結構成する。
【００１７】
該左右の縦フレ−ム２２の後側下部に各々固定したピッチングメタル３５にピッチング軸３６を回動可能に軸支し、このピッチング軸３６の左右側に各々左右のピッチングアーム３７の一端部を軸止すると共に、その他端部と平面視Ｈ字状の連結アーム３８の左右側一端部とを回動可能にピン３９により連結構成する。
左右の後部ローリング軸４０に、各々上部アーム４１ａと下部アーム４１ｂとを側面視く字状に軸止して後部ローリングアーム４１を形成すると共に、該左右の後部ローリング軸４０の上部アーム４１ａと下部アーム４１ｂの間に挟んで該連結アーム３８の左右側他端部を各々回動可能に軸支する。該左右の後部ローリングアーム４１の下部アーム４１ｂの下端部位置と、該左右の転輪フレーム２３の後部側位置とを回動可能にピン４２により連結構成する。
【００１８】
該右のピッチングアーム３７の他端部側を上方へ延長し、その上端部と、油圧等によって伸縮作用するピッチングシリンダ４３の可動側ピストン４３ａの先端部とをピン連結すると共に、このピッチングシリンダ４３の固定側を右の縦フレ−ム２２の上側突起部に回動可能にピン連結する。該左右の前部ローリングアーム３３の上部アーム３３ａの上端部と、該左右の後部ローリングアーム４１の上部アーム４１ａの中間部とを各々４点平行リンクを形成可能に左右の連結杆４４によって回動可能にピン連結して構成する。
該左右の後部ローリングアーム４１の上部アーム４１ａを、連結杆４４の連結位置より更に上方側へ延長し、その上端部と、油圧等によって伸縮作用する左右のローリングシリンダ４５の可動側ピストン４５ａの先端部とをピン連結すると共に、この左右のローリングシリンダ４５の固定側と、左右のピッチングアーム３７の他端部から突出させた突起部とを、帯状の保持板４６により各々両側より挾む状態で回動可能にピン連結し、この連結部をリンク４６ａを介して揺動可能に該左右の縦フレーム２２に各々連結構成する。
【００１９】
該ピッチングシリンダ４３の伸縮ストロークを検出する前後ストロークセンサ４７を該シリンダ４３に隣接して設け、このセンサ４７の作用アームとピッチングアーム３７の上端部近傍とをロット４７ａにより連結すると共に、該左右のローリングシリンダ４５の伸縮ストロークを検出する左右ストロークセンサ４８を該左右のシリンダ４５上に設け、このセンサ４８の作用アームと後部ローリングアーム４１の上端連結部とをロット４８ａにより各々連結して構成する。
【００２０】
このように、該左右の前部及び後部ローリングアーム３３，４１と、左右のローリングシリンダ４５等の作用により、機体１を昇降又は左右傾斜させるローリング制御を行わせる左右水平機構と、該ピッチングアーム３７とピッチングシリンダ４３等の作用により、機体１を前後傾斜させるピッチング制御を行わせる前後水平機構とを構成させる。
【００２１】
前記左右の転輪フレーム２３の後端上部側に、各々左右の後部転輪２４を回動可能に軸支する後部転輪受２４ａを、前後調節可能に後方に向けて支持すると共に、左右の転輪フレーム２３の外側面下部側に、各々所定の間隔をおいて複数個の接地転輪２５を遊転自在に軸支する。これら左右の後部転輪２４及び複数個の接地転輪２５と、走行フレーム６の前端部に装架した前記走行用ミッションケ−ス２６から動力を伝達する駆動輪２７とに、前記左右の走行クロ−ラ７を各々巻掛け張設して構成する。２５ａは補助転輪を示す。
【００２２】
機体１の前後傾斜を検出する前記前後傾斜センサ２と、左右傾斜を検出する左右傾斜センサ４９とを前記走行フレーム６の適宜位置に配置すると共に、前後及び左右傾斜センサ２，４９による傾斜状態の検出により機体１の前後水平制御と左右水平制御を自動的に行わせる前後制御スイッチ５０及び左右制御スイッチ５１とを配置して構成している。
【００２３】
ＣＰＵを主体的に配して自動回路の演算制御を行うコントローラ５２を設け、図８に示す如くこのコントローラ５２の入力側へ、前記前後傾斜センサ２，刈高センサ４，車速センサ２８，刈高制御スイッチ１７と、該左右傾斜センサ４９，前後ストロークセンサ４７，両左右ストロークセンサ４８，前後制御スイッチ５０，左右制御スイッチ５１等を各々接続すると共に、出力側へ、前記刈取昇降電磁弁２９と、該ピッチングシリンダ４３を作動させるピッチング電磁弁５３，左右のローリングシリンダ４５を作動させる左右のローリング電磁弁５４，アンロード弁５５等を各々接続して構成する。
【００２４】
該コントローラ５２によるピッチング制御では、ピッチングシリンダ４３を作動して、ピッチングアーム３７の上下回動作用により、連結アーム３８を介した右の後部ローリングアーム４１の昇降により、左右の転輪フレーム２３の後部側を前部ローリング軸３２を支点として上下動させて相対的に機体１を水平状態に調整すると共に、コントローラ５２によるローリング制御では、左又は右のローリングシリンダ４５を作動して、前部及び後部ローリングアーム３３，４１と連結杆４４の作用により、左又は右の転輪フレーム２３を上下動させて相対的に機体１を水平状態に調整することができる。
【００２５】
図９のフローチャートに示す如く、機体１が前後又は左右側に傾斜するとき、該前後制御スイッチ５０及び左右制御スイッチ５１のＯＮによる前後傾斜センサ２と左右傾斜センサ４９の傾斜検出により、ピッチング制御とローリング制御によって機体１の水平制御を行うと共に、刈高制御スイッチ１７のＯＮによる刈高センサ４の検出により、刈取装置３を昇降して刈高さを所定の適正位置に調節制御する。
【００２６】
この刈高さの調節制御時に機体１の沈下による刈取装置３の上昇量から、前記刈取支軸１６に設けたポテンショメータ等による回動角度センサ５６により機体１に対する刈取装置３の回動角度θを検出し、図１０に示す如く、この回動角度θの違い（沈下無し：θ１,沈下時：θ2）から機体1の沈下量αを求める。
この回動角度θと沈下量αとの関係から、図１１の線図に示す如く、土壌面の軟弱度合を算出することによって、図１２の線図に示す如く、予め設定された土壌面の軟弱度合と車速との関係により最高車速を算出すると共に、前記車速センサ２８によって車速を検出し、この検出した車速が適正なときはリターンさせ、速過ぎるときは減速制御し、遅過ぎるときは増速制御させる。なお、必ずしも車速の制御を行わずとも報知のみ行わせるようにしてもよい。
【００２７】
このように、機体１の水平制御を行うものでは、該刈取支軸１６の回動角度θと機体１の沈下量αとの間には一定の関係が生じるため、機体１の水平制御と刈高さ制御を行うときに、機体１の沈下量αから土壌面の軟弱度合を算出して適正な車速に変速制御することにより、走行土壌面が荒らされたり、過負荷によりエンジン２０が停止するような不具合等がなく、安定した走行により効率的な作業の継続が可能となる。
【００２８】
なお、制御自体が従来と基本的に変わらないためシンプルな制御を低コストで実施可能であると共に、負荷制御を行うものでは機体１の沈下量αに応じて基準となるエンジン回転数を変更制御するようにしてもよく、機体１の沈下量αに応じて負荷制御の感度を変更するようにしてもよい。
また、図１３のフローチャートに示す如く、機体１の水平制御と刈取装置３の刈高さ制御とを行うものにおいて、前記の如く、刈取支軸１６の回動角度θの検出により機体１の沈下量αを求め、この機体１の沈下量αから土壌面の軟弱度合を算出する段階までは、図９のフローチャートに示す手順と同じであるが、この土壌面の軟弱度合の算出により、パワステレバー５７の操作時間の長さ等により操向旋回か否かの判定を行い、機体１の旋回が確認されたときは、土壌面の軟弱度合に応じ最適旋回を可能とする前記左右の走行クローラ７における回転差を算出し、この回転差となるよう左右の走行クローラ７の回転数を調節制御する。
【００２９】
このように、前記の如く該刈取支軸１６の回動角度θと機体１の沈下量αとの間には一定の関係が生じるため、機体１の水平制御と刈高さ制御を行うときに、機体１の沈下量αから土壌面の軟弱度合を算出して旋回時の左右の走行クローラ７の回転数を調節制御することにより、常に土壌面の軟弱度合に適した旋回が可能となって、走行土壌面が荒されることによる作業効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの全体構成を示す側面図。
【図２】機体の前後傾斜に応じた刈高さ制御の自動回路を示すブロック図。
【図３】機体の前後傾斜に応じた刈高さ制御の手順を示すフローチャート。
【図４】機体の前後傾斜状態における傾斜変化率（微分係数等）を示す線図。
【図５】傾斜変化率による刈取装置の昇降量又は昇降速度を示す線図。
【図６】機体の水平制御における走行クロ−ラの昇降機構を示す平面図。
【図７】機体の水平制御における走行クロ−ラの昇降機構を示す側面図。
【図８】機体の水平制御時における刈高さ制御の自動回路を示すブロック図。
【図９】機体の水平制御と刈高さ制御時に土壌面の軟弱度合を検出して車速を変速制御する手順を示すフローチャート。
【図１０】刈取装置の回動角度と機体の沈下量との関係を示す側面作用図。
【図１１】図１０に示す如き関係から土壌面の軟弱度合の状態を示す線図。
【図１２】土壌面の軟弱度合と車速との関係を示す線図。
【図１３】機体の水平制御と刈高さ制御時に土壌面の軟弱度合を検出して左右のクローラの回転数を調節制御する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１．    機体
２．    前後傾斜検出手段
３．    刈取装置
４．    刈高検出手段
５．    コントローラ
１６ａ．  昇降シリンダ
２８．    車速センサ
５６．    回動角度センサ
θ．    回動角度
α．    沈下量
【図１】
0003864511.tif 000002
【図２】
0003864511.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003864511.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003864511.tif 000009
【図９】
0003864511.tif 000010
【図１０】
0003864511.tif 000011
【図１１】
0003864511.tif 000012
【図１２】
0003864511.tif 000013
【図１３】
0003864511.tif 000014