JPH06502760A - 作物検出装置 - Google Patents
作物検出装置Info
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- JPH06502760A JPH06502760A JP3515989A JP51598991A JPH06502760A JP H06502760 A JPH06502760 A JP H06502760A JP 3515989 A JP3515989 A JP 3515989A JP 51598991 A JP51598991 A JP 51598991A JP H06502760 A JPH06502760 A JP H06502760A
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- Harvesting Machines For Root Crops (AREA)
- Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
作物検出装置
本発明は、農業用並びに園芸用装置を含む、作物の頂部を検出する装置、及び、
作物に対して作業を施すための装置に関する。
本発明は、作業を施す作物の高さか様々であり、作物の頂部の位置を知る必要が
ある農作業に応用できる。本発明は、例えば、作物用噴霧器、除草機、肥料散布
機、作物を刈り脱穀する在来のコンバイン、及び穀粒を土から生えた状態の作物
(standi口g crop)からもぎ取り、穀粒をもぎ取られた藁を耕地に
生えたまま残す作物もぎ取り収穫機に利用される。本発明を作物用噴霧器に利用
するとき、本発明は、噴霧器のブーム(腕)の高さを制御するのに用いることが
でき、必要ならば、典型的な噴霧装算の二本のブームを、個別に制御することが
できる。本発明をコンバインに利用するとき、本発明は、切断テーブルの高さを
制御するのに用いることができる。
他の応用例としては、肥料散布機がある。多(の粒状肥料散布機は、ホッパの下
に旋回ディスクを持ち、それらがトラクタ後部の油圧アーム上に搭載されている
。ホッパから旋回ディスク上に落下する肥料は、作物の上に撒き散らされる。
このような作用を達成するために考慮しなければならない一つのパラメータは、
ディスクの作物から上の高さである。これは、運転者が油圧リンク機構を手動で
持ち上げ又は降ろすことによって、調節することができるが、この操作は自動化
することもできる。
広い意味においては、本発明の主たる利用法は、作物の輪郭又は形状をモニター
し、動作部分の位置を該輪郭に関連づけるように、センサの出力に対応して機械
を制御することにある。
本発明は、作物に作業を施した後、作物の高さ、例えば、切断した後の生垣の高
さをモニターするためにも応用できる。
多くの農作業機械においては、作業中の作物の高さを知る必要があり、作物の高
さに応じて、機械の動作パラメータを、手動又は自動で調節する必要がある。
例えば、コンバインでは、切断テーブルの高さを作物の高さに応して調節する必
要かあることかあり、作物用噴霧器では、同じ理由により、噴霧器のブームを調
節する必要かある。例として、カナダ特許CA−778092(Kaminsk
i)は、高さ調節式の操作フレームと刃物棒か付いた在来型コンバインについて
述へている。作物の高さ検出ユニットは、頭上ブームから懸架された切断テーブ
ルの前方に置かれる。マイクロスイッチは、作物の頂部を叩くレバー・アームで
操作し、共に作動する対になった検出ユニットが、その上部センサか下部センサ
のすぐ上に縦に位置するように置かれる。
このような構成の欠点は、センサか穂先を直接叩くことで、結果的に作物の破損
と穀粒の損失か発生することである。本発明の目的は、作物の頂部の破損を最小
限にとどめつつ作物を検出する装置を提供することにある。特に、本発明は、ロ
ータその他の可動支持手段に複数の外向きの作物嵌合エレメントか付いており、
該エレメントが作物の中を上及び後に向かって動くことによって作物の必要な部
分をもぎ取り、もぎ取られた残りの茎を耕地に残すという、作物のもぎ取つと呼
ばれる作物収穫装置の一形態として応用することができる。このような作物もぎ
取り機の一例が、本出願人が既に行なった特許出願、No 86101972
(NRDC)に述べられている。この装置では、もぎ取りエレメントの上に位置
する頭上フードの入口端部の高さを調節する必要があるが、本発明は、特にこの
ような作物もぎ取り機と共に使う作物検出装置として特に利用価値が高い。この
ような作物もぎ取り機は、在来型のコンバインと比較してずっと高速の前進スピ
ードで作業できることを特徴とする。このような作物もぎ取り機に在来型の作物
高さ検出装置を使用すると、前進スピードを上げることにより作物の頂部の破損
が発生し、損失か増大するため、特に不都合である。
本発明は、移動機械に取り付けるようにした支持構造物と、使用時に垂直方向に
間隔を有し且つ前記移動機械が作物に向かって進行する間にセンサと作物との異
なる接触の組み合わせにより作物の頂部位置を検出するように前記支持構造物に
取り付けられた少なくとも2個の前記センサとを含む作物頂部位置検出装置を提
供するものであって、この作物頂部位置検出装置においては、前記支持構造物か
、作物の頂部に下向きに対向するようにした下面を有し、且つ、該下面か前記移
動機械及び前記支持構造物の意図された進行方向に向かって上向きの勾配を存し
、前記センサか前記下面に沿って前記意図された進行方向に向がって間隔を有し
て取り付けられたことを特徴とする。
前項に記載の作物頂部位置検出装置と共に、本発明はまた、土から生えている状
態の作物に対し相対的に移動するための移動フレームと、作物に対して作業を行
なうために前記フレームに取り付けられた手段とを含む作物作業装置とを提供す
るものである。
本装置には、協作動する一対のセンサを設け、作物の頂部がこの2個のセンサの
いずれか一方と接触する、いずれとも接触する、又はいずれとも接触しないのい
ずれかによって作物の頂部位置を検出するように前記2個のセンサを配置するこ
とが好ましい。
本装置には、作物の高さの変化に応じて自動的に前記支持構造物の高さを変化さ
せ、且つ前記支持構造物の高さを変化させる間、前記下面が実質的に一定の勾配
を保持する手段を設けることが好ましい。下面の勾配を一定に保つことにより、
前記支持構造物上に取り付けた2個のセンサ間の高低差を一定に保つことができ
、前記2個のセンサから得られる2つの信号間の関係か、前記2個のセンサ間の
高低差の変化により歪むことかない。
本装置には、作物の頂部位置に応じて装置の作動パラメータを自動的に変化させ
る制御手段を有することが好ましい。また、前記一対の協作動するセンサを設け
る場合、該2個のセンサは、作物との接触に対応する第一の状態と作物との非接
触に対応する第二の状態の間でスイッチ作動する下部センサ及び上部センサを含
み、制御手段か該2個のセンサに連結され且つ該一対のセンサの3つの状態に応
答するように、即ち、いずれのセンサとも接触しない場合には機械の構成部分の
高さを減少させるように応答し、いずれとも接触する場合には機械の前記構成部
分の高さを増加させるように応答し、下部センサのみと接触する場合には機械の
前記構成部分の高さを変化させないように応答するように配置すると便利である
。
本発明のほとんどの応用例において、作動パラメータを変化させる制御手段は、
作物の頂部の高さの変化に応して自動的に装置構成部分の高さを変化させる手段
を有する。前記支持構造物は、前記支持構造物の高さを前記装置構成部分の移動
によって変化させながらも該支持構造物の前記下面の勾配を実質的に一定に保つ
ように前記装置構成部分に連結されることが特に好ましい。一つの好ましい態様
においては、支持構造物は、該支持構造物に対し相対的に固定された1個の旋回
支軸、前記移動構成部分に対し相対的に固定された1個の旋回支軸、及び前記装
置の所定のフレームワークに対し相対的に固定された更に2個の旋回支軸を育す
る平行四辺形のリンク機構によって取り付けられている。該所定のフレームワー
クは、装置の可動メーンフレームからなるか、あるいはそれ自体か該メーンフレ
ームに対して移動可能であるサブフレームであってもよい。
本発明は、作業手段の上方を少なくとも一部分覆う可動フードを含み、前記支持
構造物か該フードに連結され、且つ該フードが作物の高さの変化に応して該フー
ド前部の高さを変化させるように移動可能であると特に利用価値か高い。一つの
好ましい態様においては、前記フードが、該フード下面と前記作業手段との間で
作物の流路を限定し、該フード下面の前部が、作物の流路に位置するフード入口
端部と境界を接し、且つ前記支持構造物が、前記入口端部が作物の平均高さに対
して実質的に一定の比率の高さに位置するように、前記可動フードに連結される
。前記比率は、好ましくは70%から90%の範囲内、より好ましくは、はとん
どの一般的な穀物や牧草に適用できる80%前後であるとよい。このような作物
においては、種子部分は茎の頂部で群をなしていることか多い。しかし、白いん
げんのように非常に短い作物やフィールド・ビーンズのように種子部分か茎の全
長にわたって自由に配分されている作物においては、高さを正確な比率で設定す
ることか困難となる。このような場合、作物の高さに対するフード入口端部の高
さは、試行錯誤によって最も良い設定を得ることかできる。
フード入口端部の位置決めについては、前記センサと前記フード入口端部の垂直
方向の高低差が、前記フードが上昇するときには増加し、前記フードか下降する
ときには減少するように前記支持構造物を前記可動フードに連結する配置によっ
て得ることかできる。
米発明は、作業装置が土から生えた状態の作物よりもぎ取りを行なうに際して、
作物の所定の部分をもぎ取り、作物の残存部分を耕地内に生えたままにしておく
作物もぎ取り手段を含むことで特に応用価値か高い。
土から生えている状態の作物とは、収穫作業を行なう前、例えば刈り作業を行な
う前の耕作地にあるままの作物のことで、土から生えている状態の作物には、直
立した作物だけでなく、横たわっている作物、傾いている作物、あるいは曲かっ
た作物も含まれる。
好ましい態様においては、前記作物もぎ取り手段は、可動支持手段に取り付けら
れ且つ外側に向けて張りだした複数の作物もぎ取りエレメント、及び前記作業装
置か作物に向かって前進するにつれて前記作物もぎ取りエレメントを上昇及び後
退動作を含む経路に沿って移動させるように前記可動支持手段を駆動するための
駆動手段からなる。前記作物もぎ取り手段の少なくとも一部を覆うフードを設け
ることができ、該制御手段は作物の高さの変化に対応してフードの位置を変化さ
せるように配置することができる。
本発明に従い設けられた勾配を持つ下面と、センサが支持構造物の下面に沿って
水平方向及び垂直方向に間隔を置かれるという特徴により、作物検出作業は、従
来の方法に比べてより外乱なく行なうことができる。作物の頂部、例えば穂先は
、勾配のついた下面の下にゆっくりと滑り込み、センサは、作物が軽く触れただ
けで作動するように設定することかできる。該支持構造物の下面は(使用時には
)、作物の高さの所定の許容変化によっては反応を引き起こさないように選んだ
角度で、水平面から傾けることが好ましい。実用時の例では、支持構造物下面の
勾配は、5°から45°の範囲内にあることかできる。
本発明は、農業機械が、作物作業手段、及び該作業手段の少なくとも一部を覆う
可動フードを含み、前記支持構造物が該フードの前部に取り付けられ、且つ制御
手段か作物の高さの変化に応して該フート前部の高さを変化させるように設定さ
れていると特に応用価値が高い。好ましくは、本発明は、フードの移動によって
発生した該下面の勾配の変化を補償するために、フードに対して支持構造物を移
動させるための手段を含むとよい。
本発明による各センサの好ましい態様においては、各センサは、水平軸を中心と
して旋回可能に取り付けられた可動検出端、及び同一軸を中心として旋回可能に
取り付けられ、前記可動検出端と釣り合うように配置した釣り合いおもりを含む
。
前項で、下面の勾配を一定に保つためにセンサ支持構造物をモニターすることを
述べたか、このような構成は、本発明による支持構造物の下面の勾配という特徴
とは別に、例えば他の形式のセンサと共に用いることができる。
本発明の更に別の側面によれば、土から生えた状態の作物の中に入っていく移動
フレームと、該フレームに取り付けられて作物に対して作業を行なうための作業
手段と、装置の前部に置かれた支持構造物と、装置が作物の中に前進する間に作
物と接触することによって作物の頂部を検出するようにした、該支持構造物に取
り付けられた検出手段と、該検出手段が検出した作物の頂部の高さの変化に対応
して装置の構成部分の高さを自動的に変化させる制御手段とからなる農作業用装
置において、該支持構造物は、該支持構造物の高さか構成部分の移動によって変
化しながらも作物に対する該支持構造物の対向角度か実質的に一定であるように
該構成部分に連結されることを特徴とする。
本発明の実施例を、例として添付図を参照しながら説明する:図1は、本発明の
一実施例である穀粒もぎ取り装置の概略断面図:図2は、図1の装置での利用に
適した作物もぎ取り装置の正面図、図3は、本発明の一実施例である検出装置を
含む図1及び2の装置のフードの前部の透視図:
図4は、図3のフードの前部に位置する、本発明の一実施例である検出装置の下
面の透視図;
図5及び6は、上記の図に示す本発明の実施例に用いることができるセンサをそ
れぞれ上と下から見た図;
図7aは、図1に示す穀粒もぎ取り装置の変更態様の部分側面略図、図7bは、
同側面図において、装置の可動フードを二段階高い位置に置いた状態を示す二図
8は、図1及び7a及び乃の装置の変更態様の側面図で、可動フードが、別の、
より複雑な経路に沿って可動である態様を示す;図8aは、図8の装置の部分的
に断面を示す側面略図、図8bは、同装置において、フードを、別の、より高い
位置に置いた状態を示す:図8C及び8dは、図8.8a及び8bの装置のセン
サ・ノーズを、それぞれ上と下から見た透視図である。
図1及び2を参照すれば、例示した装置は、穀類の作物10がら穀粒をもぎ取る
収穫用装置である。この装置は、ロータ11か取り付けられている可動フレーム
12(例えば、穀粒収穫機の前立のフレーム)を含み、同フレームは、外向きに
突出した作物嵌合エレメント15を持つ。ロータ11は、作物嵌合エレメント1
5が装置の前部で上に向かって移動するように、いわゆる上掛は駆動される。ロ
ータI+は水平軸29を中心として旋回する。フート又はカバー18か、ロータ
の前半部分の周りに延び、ロータ・エレメント15と共に、作物かロータによっ
て運ばれる作物流路33を形成する。フードは、フード・ノーズと呼ばれる突起
した前部22を持つ。
作動に際して、ロータ11の回転により、作物嵌合エレメント15は、エレメン
トの末端力咋物の茎を可能なかぎり邪魔しないで作物1oに入るように移動し、
次にエレメント15は、作物の間を上に向かって移動し、一本又は複数の作物の
茎を集める。エレメント15か作物の上部に到達するにつれて、作物の必要な部
分、例えば穀粒は、茎から離される。茎から離れた後、作物の必要な部分は、ロ
ータ11の上を上方向及び後方向に運ばれ、作物を装置の中心に向かって横方向
に移動させるため、コレクティング・トラフ28内に位置する横向き作物フィー
ト・オーが27へと送られる。
図2に示すように、ロータ11は、内側コア13と、ロータの円周上に間隔を置
いて設けられた一連の横向きのくシ31からなる。くしの各歯15には側端16
及び17があり、これらは、各エレメントごとに、歯15の末端がら離れるよう
に互いから拡散する。隣接する歯15の相互に隣接する側端16及び17の交点
に、隣接する歯の逃げ部分か歯の底部に拡大開口部21を形成している。作動に
際しては、穀粒、穀粒頭部、及び若干の藁を含む材料が、歯15の開口部21の
端部2oによって追いやられ、経路33に沿って上方向及び後方向にオーガに向
がって押しやられる。
穀粒もぎ取りロータ11の一般的な作動は、本出願人が先に出願し、公開されて
いるWo 86101972に示したようにすることができる。
図1を参照すれば、フード18は、32Aで示される軸に中心を持つ円の一部に
沿った断面を持つ。フード18は、図中19で示すサイドメンバーの一方とフレ
ーム12の一部との間に連結された電気アクチュエータ又は油圧ラム14の制御
の下て、フード18が軸32Aを中心として旋回できるようにしたサイドメンバ
ー19によって支えられている。ラム14の収縮と膨張が、突起した前部又はフ
ード18のノーズ22を上昇させたり下降させ、フード18の主たる部分がフー
ド自体の周縁と重なる経路に沿って移動することは、明らかである。
穀粒もぎ取り装置においては、前端部での穀粒の損失は、いくつかの要因による
か、主な要因は、フードの入口端部30の高さであることがわかっている。一つ
の基準としては、入口端部30は、作物地平線と呼ばれることもある平均的な作
物の頂部の高さを基準に、予め定められた高さを維持するべきである。本実施例
においては、本発明は、作物の頂部の位置を検出し、フード入口端部30の高さ
を様々な作物の高さに合わせて自動的に調節する装置に関する。
図1、図2及び図4に示すように、メーン・フード・ノーズnは、フード18か
ら前方に突出し、装置の全幅にわたって延びる。装置の中心、あるいは一方の側
部において、ハウジング34(支持構造物を構成する)は、メーン・フード・ノ
ーズ22を超えて前方に延びるが装置の全幅方向には少しだけ延びる別の突出部
(センサ・ノーズと呼ぶ)を持つ。センサ・ノーズ34は、装置の意図する動き
である前方方向36に向かって上向きの勾配を持つ下面35を持つ。下面35に
は、2つの双安定センサ37及び38が、垂直方向及び水平方向に間隔を置いて
取り付けられている。図示する2つのセンサ37と38は、進行方向36に沿っ
て置かれているが、これは必ずしも必要ではなく、一方のセンサを他方のセンサ
から若干オフセットさせることもできる。センサは、後述のように、作物10の
頂部と接触する状態と、作物に接触しない状態との二つの状態を切り換え可能に
配置される。センサ37と38は、39と40で図示する線に沿って電気出力を
発生し、同出力は、便宜上装置の運転台に取り付けられた制御システム41に取
り込まれる。制御システム41からの出力は、既述のように入口端部30の高さ
を変化させるためのラム14と、フード・ノーズnとフード18との間で連結さ
れた別のラム44とにそれぞれつながる線42と43を通じて取り込まれる。こ
の実施例において、センサ・ノーズ34とフード・ノーズ22は、互いに固定さ
れており、ラム44の収縮と膨張に応じて、フード入口端部30イ4近で、支軸
30Aを中心として旋回可能に支持されることによってフート18との関係にお
いて一緒に動くことかできるようになっている。センサ・ノーズ34には、電気
出力を線46を通じて制御システム41に取り込む振り子装置を持つ姿勢検出器
45かあり、水平線に対するセンサ・ノーズ34の姿勢を示す。姿勢検出器45
は、振り子駆動の電位差計であり、センサ・ノーズ34の角度を遠隔的に計測す
ることかでき、その出力信号は、制御システム41の制御の下でラム44の作動
によりセンサ・ノーズ34の姿勢を制御するのに用いる。
これに代わる配置(図示されず)では、ラム44は、(図1にあるようなフート
・ノーズ22の代わりに)センサ・ノーズ34の中に置いてもよい。このような
配置では、ツー)・・ノーズ22はフード18に対して固定してもよく、ラム4
4は、センサ・ノーズ34のみをフード・ノーズ22に対して動くように配置し
てもよい。センサ・ノーズ34は、再度フード入口端部30付近で支軸30Aを
中心として旋回してもよいか、この場合、支軸はセンサ・ノーズ34とフード1
8との間にある。
図1.5及び6を特に参照すれば、センサ37及び38はそれぞれ以下のエレメ
ントからなる。二枚のアルミニウム板47と48か、両端にブツシュか入り、中
央の丸形スティール・ロッド50上に置かれる水平管49の両側に、左右対称且
つ接線方向に溶接される。このアセンブリーは、センサ・ノーズ34の内側に固
定されたブラケット52に取り付けられたナイロン・ベアリング・ブロック51
内て旋回する。アルミニウム板47は、下面35内のスロットから突出し、作物
に接触する。小型の柔らかい鉄製の出っ張り53が、管49の頂部横に固定され
ており、これまたアルミニウム・ブラケット52に取り付けられたソリッドステ
ート・ホール効果ベーン・スイッチ54の感受領域内に突出する。管のアセンブ
リーか、調整可能リミット・スクリュー55に制限されつつ数度旋回すると、ス
イッチ54かオフからオンへ、またその逆へと切り換わる。アセンブリーは、回
転運動を約logの力でオフ状態に偏向させる軽い同軸ねじ56と、調整後にこ
の設定を固定するねじも内蔵している。
アルミニウムのベーン47と48のうち、作物に触れるのが片方のベーン47だ
けにも拘らず二つのベーンがあるのは、他方のベーン48か、作物に触れるベー
ン47のカウンタバランスとなるためである。図示するように、ドリル孔58に
よって釣り合いを調節することができる。ベーン47と48は左右対称形である
ため、ベーンか回転している間中、釣り合い効果かある。ソリッドステート・ス
イッチ54か、制御システム41内のリレーを制圓し、それによってラム40と
41か制御されてフード18を上昇下降させ、支持構造物34の姿勢を調節する
と都合かよい。
本装置は、以下のように作動する。図1に示す状態で機械か作物の中で運転して
いるとき、上部センサ37は作物に接触せず、下部ベーン47は、図6に示すよ
うに、下に向かって旋回する。このとき、線39を通る信号はない。センサ38
は、下部ベーン47か作物の頂部によって上向きに押されることによって作物に
接触する。ホール効果スイッチからの信号は、線40を通って制御システム41
へと流れる。
この状態で、制御システム41は、ラム14及び44による変化は及はさない。
装置が、作物の高さかより低い箇所(例えば、横たえられた作物や作物中の途切
れ目など)に遭遇したときは、低い方のセンサ38は、作物と接触せず、制御シ
ステム41かラム14を作動させ、作物との接触が再度確立されるまで、フート
の入口端部30を下げる。途切れ目があって作物かない場合、即ち行程の最後ま
で到達したときは、フード人口端部30が所定の最低高に達したときにリミット
スイッチ(図示せず)が作動する。逆に、背の高い作物の茎がある場合は、37
と38の両センサが作物と接触し、制御システム41がラム14を作動させ、上
部センサ37が出力信号を出すのを止めるまでフードを上昇させる。
二つのセンサ、37と38は、作物の高さの所定の変化量、例えば、上下50m
mの変化では、フードの調節を必要としないように位置決めする。しかし、セン
サ・ノーズ34は、それ自体弧を描くフード18に取り付けられているため、フ
ード18を調節すると、センサ37と38との間の垂直方向の距離によって決ま
る許容高さの範囲か若干変化する。この変化を許容範囲内に収めるため、センサ
・ノーズ34の角度は、振り子装置45によって計測され、出力信号は、制御シ
ステム41に取り込まれる。センサ・ノーズ34の姿勢の変化は、線43を通っ
てラム44に送られる信号によって是正され、ラム44は、フード18から見た
センサ・ノーズ34の姿勢を調節する変更態様(図示されず)においては、幅広
の刈取り機の全幅において高さの変化に着目することが重要である場合に、装置
の全幅にわたって、協作動する二つ以上の対のセンサを設けることができる。あ
るいは、フードを分割して各部分を個別に制御してもよい。
下面35を設けることによって、作物の頂部かセンサ・ノーズ34の下にゆっく
りと滑り込み、作物への損傷を最小限にととめつつ作物の検出を行なうことかで
きる。また、上記のようにセンサを配置することにより、椰先か旋回可能に支持
されるセンサに軽く触れたたけて作物の頂部を検出することかできる。実用的な
寸法例としては、センサ・ノーズ34の幅は、約390mとし、メーン・フード
・ノーズ22の前方350f画に突出することかできる。
二つのセンサ、37と38の対応する二点の間隔(中心から中心まで)は、10
0Mから200nvnの範囲、例えば150mmであると都合がよい。下面35
は、使用中は水平から5°から45°の範囲で、望ましくは10’から30°の
範囲で傾いていると都合かよい。センサ37と38との間隔か150柵であると
き、下面35の水平からの傾きによる作物の高さの許容域は、以下のようになる
。
傾斜角 作物の高さの許容域
5° 13画
10’ 26a。
25° 70mm
30° 75an
45° 106M
図7aと7bは、図1に対応する、部分的に断面である概略側面図を示している
か、これは、センサ・ノーズ34が、フード入口端部30付近で支軸30Bを中
心として旋回可能に支持されることによってフード・ノーズ22との関係におい
て可動である変更態様を示している。センサ・ノーズ34は、フード18の動き
が、図1の姿勢検出器45の制御の下で発生すると既述されたセンサ・ノーズ3
4の必要な動きを自動的に発生させるように、平行四辺形のリンク機構上に搭載
される(詳細は後述する)。図7aと7bにおいて、平行四辺形のリンク機構は
、センサ・ノーズ34をフート・ノーズnと共に確実に上昇下降させるが、セン
サ・ノーズの角度は、下面35を水平に対して一定の角度に保つように調節され
る。図7aと7b及びそれに続く図の説明の中で、図1の構成部分に対応する構
成部分は、同じ参照番号で示されている。
図7aを参照すれば、センサ・ノーズ34は、装置の最右端側の側面支持アーム
46に取り付けられており、フード・ノーズ22の前に来るように側面支持アー
ム46から横向きに片持ちぼりで支持されている。フード・ノーズnは、フード
18に対して固定されており、センサ・ノーズ34は、フード18から見て可動
であるように、フード入口端30付近の支軸30Bに旋回可能に支持される。支
持アーム46の上端では、アームは、浮動支軸49によって上部リンク48に接
続され、該リンク自体は、支軸47によって装置の右側のフレーム12に固定さ
れる。
図7bは、図7aと同じ装置を示すが、フード18の位置が、ラム14の収縮と
、フード18が二本のフード・サイド・メンバー19上のフード支軸32Aを中
心として旋回したことによって、より高くなっている。図乃かられかるように、
下面35の勾配はフード18がフレーム12に対して移動する間、一定を保つ。
これは、センサ・ノーズ34が、センサ・ノーズ支持アーム46と、上部リンク
48と、右側支持アーム19(図では左側アーム19に隠れている)の下面によ
って形成されるところのセンサ・ノーズ旋回支軸30Bからフード旋回支軸32
Aに延びる下部リンクからなる平行四辺形のリンク機構によって取り付けられて
いることによって可能となる。この平行四辺形の実質的な幾何学的配置は破線7
0で示されている。
平行四辺形リンク機構の構成部分、特に19.46及び48は、略図的に示して
あり、実用上は、構成部分がフードの可動部品又は装置の他の動作部品を汚損し
ないように、異なる形状を取ることができる。
図8から8dは、装置を更に変更した態様を示している。図8は、装置の全体側
面図であり、図8a及び8bは、フード18の取り付は配置を描いた部分的に断
面を示す側面図である。まず図8aを見れば、フード18は、二つの移動旋回支
軸50と51を中心として旋回可能に取り付けられている。フード18は、支軸
50で旋回可能にフード支持アーム52に固定されているが、フード支持アーム
52自体も53て旋回可能にフレーム12に取り付けられている。フード18の
上端は、フレーム12に対して固定されたレール55に沿って移動可能である略
図的に示すローラー54上に支軸51で旋回可能に取り付けられている。このよ
うに、フード18は、フード支持アーム52とレール55によって制限された複
雑な経路に沿って移動可能である。本実施例では、フード18は、フレーム12
とフート支持アーム52上の支軸56の間に連結されるラム14の膨張と収縮に
よって動かされる。ラム14の下端は支軸60によって旋回可能にフレーム12
に取り付けられる。
フード18の複雑な動きは、フード入口端30を作物に対して垂直方向に動かす
間、フード18をロータ11に対して必要な作動関係に置くために必要となる。
フート18の下面とロータ11との間の作物の流路33の形状は、収穫時の作物
の損失に決定的な影響を与えることがわかった。
図8aの装置では、センサ・ノーズ34の下面35の勾配を水平に対して常に一
定に保ちつつ、センサ・ノーズ34をフード・ノーズ22と共に垂直方向に動か
すために、センサ・ノーズ34を調整された平行四辺形リンク機構に取り付けて
いる。センサ・ノーズ34は、フード・ノーズ22の前方に、フード支持アーム
52とフート・ノーズ22を旋回可能に接続する同し支軸50上に旋回可能に支
持されたセンサ・ノーズ支持アーム46の前方に延びる突出部46A上に取り付
けられている。センサ・ノーズ支持アーム46は、支軸50と、支持アーム46
か上部リンク58に旋回可能に支持される浮動支軸57との間に延びる。上部リ
ンク58は、浮動支軸57とは反対側のリンク58の端部にある支軸59でフレ
ーム12に旋回可能に連結される。図80及び8dに示すように、センサ・ノー
ズ34は、フード・ノーズ22の前に位置するように側面支持アーム46のエク
ステンション46Aから横向きに片持ちばりで支持されている図8aに戻れば、
センサ・ノーズ34は、支軸50と57の間のセンサ・ノーズ支持アーム46の
後部と、浮動支軸57と固定支軸59の間に延びる上部リンク58と、浮動支軸
50と固定支軸53の間に延びるフード支持アーム52と、支軸59と53の間
に延びるフレーム12の一部とによって形成される平行四辺形のリンク機構によ
ってフレーム12に取り付けられていることかわかる。この平行四辺形の実質的
な幾何学的配置は破線70で示されている。この配置を図7aの配置と比較する
と、いずれの場合も、センサ・ノーズ34が、センサ・ノーズ支持アーム46、
フート18の動きを支持する構成部分(図7aてはサイドメンバー19、図8a
ではフート支持アーム52)、及びメーンフレーム12とフード支持アーム(図
7aでは上部リンク48、図8aては下部リンク58)からなる平行四辺形によ
ってフレーム12に連結されていることかわかる。
寸法的には、例えば、フード・ノーズ22の幅を3m、センサ・ノーズ34の幅
を370印とすることかできる。
更に図8a及び8bを考察すると、図示した配置はセンサ・ノーズ34の位置決
めに関して更に利点かある。図8bは、図8aと同じ矢視であるが、フート18
かより高い位置にある。各図には、作物の高さを示す略縮尺Hか示されており、
作物の高さをセンチメートルで示している。図8aでは、許容高さの範囲(A、
H,R,) (その範囲内ではフード入口端部に合わせるために高さの調整を必
要としない範囲)か50cmから60cmの間の!Ocmに設定されており、こ
れはセンサ37と38との垂直方向の高さの違いである。図8aに示す例では、
作物の頂部の平均的な高さは約50cmとなっている。この高さがセンサ37と
38の高さの中間地点に来るようにセンサ・ノーズ34を調節すると、フード入
口端30の高さは40Cmとなる。
図8bを参照すれば、作物の平均的な高さは100cmとなっており、センサ・
ノーズ34はそれに合わせて位置決めされている。フード18とセンサ・ノーズ
34の移動経路のため、フード人口端部の高さは約80cmに下がる。これは、
センサ・ノーズ34がフード入口端部30に対して相対的に上昇するために起こ
る。選ばれた幾何学的配置の結果、各場合のフード入口端部は、作物の高さの約
80%の位置に来ることになる。実用上は、フード人口端部の高さを作物の高さ
の一定のパーセンテージ、例えば、80%に設定することが収穫に有利であり、
特に作物の損失が少なくなることがわかる。従って、本発明の好ましい実施例に
おいては、センサ37と38、及びフード入口端部との間の垂直方向の高低差は
、フードが上昇するにつれて増大する。
図を参照して説明した例の中では、作物の輪郭又は形状をモニターし、収穫物の
位置をその輪郭に合わせて調節すべくセンサの出力に対応して機械を制御するた
めに本発明を用いた。
本発明は、作物の高さを作動後にモニターするという逆の配置に用いることもで
きる。センサを作動結果をモニターするために使うことで、作動状態を維持する
ように機械を制御することが可能となる。例としては、うねりのある土地に植え
られた長い生垣を考えることかできる。トラクターに取り付けられた刃物棒をト
ラクターの側面に取り付けて生垣の頂部を刈る。センサを力・ツタ−の後に取り
付けて刈られたばかりの生垣に触れさせることによって(例えば、手動制御の機
械で2.3フイート刈る)、カッターの位置を一定に保つことかできる。トラク
ターか凹みに入ってしまったときは、カッターの位置を地表面に対して上げるこ
とかでき、逆に、トラクターか盛り上かりに乗り上げてしまったときは、カンタ
−の位置を下げることかできる。これらの結果、下の地表面の形状に拘らず生垣
の頂部を水平且つ一定の水準に保つことかできる。
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特表平6−5o27eo (9)
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(81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、 ES、 FR,GB、 GR,IT、 LU、 NL、 SE)、 C
A、 GB、JP、 US
Claims (17)
- 【請求項1】移動機械に取り付けるようにした支持構造物と、使用時に垂直方向 に間隔を有し且つ前記移動機械が作物に向かって進行する間にセンサと作物との 異なる接触の組み合わせにより作物の頂部位置を検出するように前記支持構造物 に取り付けられた少なくとも2個の前記センサとを含む作物頂部位置検出装置に おいて、前記支持構造物が、作物の頂部に下向きに対向するようにした下面を有 し、且つ、該下面が前記移動機械及び前記支持構造物の意図された進行方向に向 かって上向きの勾配を有し、前記センサが前記下面に沿って前記意図された進行 方向に向かって間隔を有して取り付けられたことを特徴とする作物頂部位置検出 装置。
- 【請求項2】協作動する一対のセンサを設け、作物の頂部がこの2個のセンサの いずれか一方と接触する、いずれとも接触する、又はいずれとも接触しないのい ずれかによって作物の頂部位置を検出するように前記2個のセンサを配置したこ とを特徴とする請求項1記載の作物頂部位置検出装置。
- 【請求項3】各センサが、水平軸を中心として旋回可能に取り付けられた可動検 出端、及び同一軸を中心として旋回可能に取り付けられ、前記可動検出端と釣り 合うように配置した釣り合いおもりを含んでなることを特徴とする請求項1記載 の作物頂部位置検出装置。
- 【請求項4】土から生えている伏感の作物に対し相対的に移動するための移動フ レームと、作物に対して作業を行なうために前記フレームに取り付けられた手段 と、装置上に置かれた支持構造物と、垂直方向に間隔を有し且つ装置が作物に向 かって進行する間にセンサと作物との異なる接触の組み合わせにより作物の頂部 位置を検出するように前記支持構造物に取り付けられた少なくとも2個の前記セ ンサとを食む作物作業装置において、前記支持構造物が、作物の頂部に下向きに 対向するようにした下面を有し、且つ、該下面が前記装置の意図された進行方向 に向かって上向きの勾配を有し、前記センサが前記下面に沿って前記意図された 進行方向に向かって間隔を置いて取り付けられたことを特徴とする作物作業装置 。
- 【請求項5】作物の高さの変化に応じて自動的に前記支持構造物の高さを変化さ せる手段を有し、且つ前記支持構造物の高さの変化の間に前記下面が実質的に一 定の角度を保持することを特徴とする請求項4記載の作物作業装置。
- 【請求項6】作物の頂部位置に応じて装置の作動パラメータを自動的に変化させ る制御手段を有することを特徴とする請求項4記載の作物作業装置。
- 【請求項7】一対の協作動するセンサを設け、且つ作物の頂部が前記2個のセン サのいずれか一方と接触する、いずれとも接触する、又はいずれとも接触しない のいずれかによって作物の頂部位置を検出するように前記2個のセンサを配置し 、更に前記2個の協作動するセンサが、作物との接触に対応する第一の状態と作 物との非接触に対応する第二の状態の間でスイッチ作動する下部センサ及び上部 センサを含んでなり、制御手段が前記2個のセンサに連結され、且つ該一対のセ ンサの3つの状態に応答するように、即ち、いずれのセンサとも接触しない場合 には機械の構成部分の高さを減少させるように応答し、いずれとも接触する場合 には機械の前記構成部分の高さを増加させるように応答し、下部センサのみと接 触する場合には機械の前記構成部分の高さを変化させないように応答するように 配置されたことを特徴とする請求項6記載の作物作業装置。
- 【請求項8】作動パラメータを変化させる制御手段が、作物の頂部の高さの変化 に応じて自動的に装置構成部分の高さを変化させる手段を有することを特徴とす る請求項6記載の作物作業装置。
- 【請求項9】前記支持構造物は、別記支持構造物の高さを前記装置構成部分の移 動によって変化させながらも該支持構造物の前記下面の勾配を実質的に一定に保 つように前記装置構成部分に連結されることを特徴とする請求項8記載の作物作 業装置。
- 【請求項10】前記支持構造物が、前記支持構造物に対し相対的に固定された1 個の旋回支軸、前記移動構成部分に対し相対的に固定された1個の旋回支軸、前 記装置の所定のフレームワークに対し相対的に固定された更に2個の旋回支軸を 有する平行四辺形のリンク機構によって取り付けられていることを特徴とする請 求項9記載の作物作業装置。
- 【請求項11】作業手段の上方を少なくとも一部分覆う可動フードを含み、前記 支持構造物が該フードに連結され、且つ該フードが作物の高さの変化に応じて該 フード前部の高さを変化させるように移動可能であることを特徴とする請求項4 記載の作物作業装置。
- 【請求項12】前記フードが該フード下面と前記作業手段との間で作物の流路を 限定し、該フード下面の前部が、作物の流路に位置するフード入口端部と境界を 接し、且つ前記支持構造物が、前記入口端部が作物の平均高さに対して実質的に 一定の比率の高さに位置するように、前記可動フードに連続されたことを特徴と する請求項11の作物作業装置。
- 【請求項13】前記比率が70%から90%の範囲内にあることを特徴とする請 求項12記載の作物作業装置。
- 【請求項14】前記センサと前記フード入口端部の垂直方向の高低差が、前記フ ードが上昇するときには増加し、前記フードが下降するときには減少するように 、前記支持構造物を前記可動フードに連結したことを特徴とする請求項12記載 の作物作業装置。
- 【請求項15】作業装置が、土から生えている状態の作物よりもぎ取りを行なう に際して、作物の所定の部分をもぎ取り、作物の残存部分を耕地内に生えたまま にしておくもぎ取り手段を含むことを特徴とする請求項4記載の作物作業装置。
- 【請求項16】前記作物もぎ取り手段が、可動支持手段に取り付けられ且つ外側 に向けて張りだした複数の作物もぎ取りエレメント、及び前記作業装置が作物に 向かって前進するにつれて前記作物もぎ取りエレメントを上昇及び後退動作を含 む経路に沿って移動させるように前記可動支持手段を駆動するための駆動手段か らなることを特徴とする請求項15記載の作物作業装置。
- 【請求項17】使用時に前記支持構造物の下面の水平面に対する角度が5°から 45°の範囲内にあることを特徴とする請求項4記載の作物作業装置。
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