专利名称：插秧机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种插秧机。详细而言，涉及插秧机所具备的种植部的升降控制。
背景技术：
在插秧机中，为了能适当地进行秧苗的种植，与地面的凹凸随动地对种植部进行上下升降控制。该升降控制的主流方法是设置对种植部相对于地面的高度进行检测的传感器，根据该传感器的输出值进行公知的PID控制等。例如专利文献I提出了一种根据种植部所具备的浮船的摆动角(浮船角)，对该种植部进行上下升降控制的插秧机。现有技术文献 专利文献专利文献I :日本特开2008-212059号公报近年来，插秧机的种植速度提高，随之车身的行走速度也上升。并且，由于车身的行走速度的上升，导致与地面随动地对种植部进行适当的升降控制变得困难。
发明内容
本发明是鉴于以上的情况而做成的，其主要目的在于提供一种提高了种植部的升降控制的随动性的插秧机。本发明的要解决的问题如上所述，接下来说明用于解决该问题的方案及其效果。根据本发明的技术方案，提供以下结构的插秧机。即，该插秧机具备种植部和控制部。上述种植部具备能与地面相接触的浮船。上述控制部对上述种植部进行升降控制。上述控制部根据上述浮船的加速度进行上述升降控制，并且修正上述浮船的位置与上述浮船的位置的目标值的偏差。这样，通过根据浮船的加速度进行升降控制，能够提高该升降控制的响应性。另夕卜，通过以修正浮船位置的偏差的方式进行控制，能够适当地对种植部进行升降控制。优选上述插秧机具有检测上述浮船的速度的速度传感器。由此，能够直接检测浮船的速度，所以不必利用微分运算等求得速度。另外，由于利用传感器直接获得速度，所以与通过运算来计算速度的方法相比，精度佳且能提高控制性能。优选上述插秧机具有检测上述浮船的加速度的加速度传感器。由此，能够直接检测浮船的加速度，所以不必利用微分运算等求得加速度。另外，由于利用传感器直接获得加速度，所以与通过运算来计算加速度的方法相比，精度佳且能提高控制性能。优选上述插秧机以如下方式构成。即，上述浮船能摆动地设于种植部。上述浮船的位置是该浮船的摆动角。上述浮船的加速度是该浮船的角加速度。这样，通过根据浮船的角加速度对种植部进行升降控制，能够提高该升降控制的响应性。优选上述插秧机以如下方式构成。即，上述控制部构成为根据车身的俯仰角修正浮船的位置的检测值或目标值的任一方，进行种植部的升降控制。并且，上述控制部根据车身的俯仰动作的大小改变上述修正量。这样，通过依据车身的俯仰角(前后的倾斜角)修正浮船的位置，能够取得浮船相对于地面的真正的位置。并且，通过依据俯仰动作改变上述修正量，能够防止进行意外的升降控制，从而能够稳定地利用种植部种植秧苗。优选上述插秧机以如下方式构成。即，该插秧机具有取得上述浮船的加速度的浮船加速度取得部。上述控制部根据对上述浮船的加速度乘以加权系数后得到的值，进行上述种植部的升降控制。这样，通过根据浮船的加速度进行种植部的升降控制，能够抑制在种植部的上下 速度的变动较大的情况下的振动性响应。在上述插秧机中，上述控制部可以构成为利用将上述浮船的速度作为控制量的PID控制，进行上述升降控制。通过进行将浮船的速度作为控制量的PID控制，该PID控制的微分项表示与浮船的加速度成比例的值。这样，通过根据浮船的加速度进行升降控制，能够提高该升降控制的响应性。优选上述插秧机以如下方式构成。即，上述浮船能以摆动轴为中心摆动。并且，上述浮船具有比上述摆动轴更向机身后侧延伸的延长部。这样，通过使浮船的后端比摆动轴更向后侧延伸，能够抑制浮船的多余的摆动。由此，浮船位置检测部所检测的浮船的角度是稳定的，所以能够抑制在根据该浮船的角度对种植部进行升降控制时的晃荡(日文>7)。优选在上述插秧机中，上述控制部在相对于上述浮船的位置的检测值与上述浮船的位置的目标值的偏差设定的静区，设定与上述偏差成比例的控制用的第I静区、和使用了上述偏差的积分值的控制用的第2静区。由此，能够提前向目标值附近的恢复，而且能够抑制在目标值附近的振动性响应。优选在上述插秧机中，上述控制部依据上述车身的俯仰动作改变上述升降控制的控制增益(日文^ >)。由此，能够应对急剧的俯仰变化、晃荡。优选在上述插秧机中，上述控制部依据上述种植部的横摇动作改变上述升降控制的控制增益。S卩，在种植部体现出急剧的横摇动作的状态下，成为漂秧(日文浮苗)的可能性高，所以通过改变种植部的升降控制的增益来减少漂秧。优选上述插秧机具有测量上述车身的俯仰角的变化速度的角速度检测部。由此，能够直接且准确地检测车身的前后倾斜角速度。优选上述插秧机以如下方式构成。即，该插秧机具备倾斜传感器，其检测上述车身的俯仰角；加速度检测部，其取得上述车身的加速度。上述控制部根据上述加速度修正上述倾斜传感器输出的俯仰角，并且根据上述修正后的俯仰角的值，修正上述浮船的位置的检测值或目标值的任一方。
即，测量俯仰角的传感器的输出受加速度的影响，所以无法在车身的加减速过程中准确地取得俯仰角。因此，通过如上所述地根据车身的加速度修正俯仰角，在车身加速时的情况等，也能取得准确的俯仰角。并且，通过根据修正后的俯仰角修正浮船的角度，无论车身的加速度是多少，都能获得浮船相对于地面的真正的角度。由此，能够精度佳地进行种植部的升降控制。优选上述插秧机以如下方式构成。即，该插秧机具有用于检测土壤状态的土壤状态检测部。上述控制部根据上述土壤状态检测部的检测值改变上述加权系数。由此，能够依据土壤条件的变化而自动获得最佳的控制性能。
图I是表示本发明的一实施方式的插秧机的整体结构的侧视图。
图2是表示种植爪附近的状态的侧视图。图3是土壤反作用力检测部的俯视图。图4是说明车身的加速度与重力加速度的关系的图。图5是升降控制的框图。图6是变形例中的升降控制的框图。图7是另一变形例中的升降控制的框图。
具体实施例方式接下来，参照
本发明的实施方式。图I是本发明的一实施方式的乘用型的插秧机I的侧视图。插秧机I由车身2和配置在该车身2的后方的种植部3构成。车身2具备左右一对的前轮4和左右一对的后轮5。另外，在前轮4与后轮5之间的位置沿车身2的前后方向设有驾驶座6。此外，车身2具有省略图示的控制部。控制部例如由微型控制器构成，控制部构成为根据插秧机I的各部分所具备的传感器等的信号，控制插秧机I的各结构。在车身2的后方配置有用于安装种植部3的升降连杆机构12、用于将发动机10的驱动力输出到种植部3的PTO轴13、和用于升降驱动种植部3的升降气缸14等。另外，在驾驶座6的下方附近配置有用于检测车身的俯仰角(前后倾斜角)的倾斜传感器31。倾斜传感器31所检测到的俯仰角向控制部输出。上述种植部3包括载秧台17、多个种植单元20和多个浮船16。各种植单元20构成为在旋转壳体21设有2个种植爪22的回转式种植装置。通过输入来自上述PTO轴13的驱动力，驱动旋转壳体21旋转。回转式种植装置的结构公知，所以省略详细的说明，通过驱动旋转壳体21旋转，种植爪22的前端部描画图2所示那样的环状的轨迹地被上下驱动。种植爪22的前端部构成为在自上向下运动时，从载置在后述的载秧台17上的苗床25的下端耙取I棵量的秧苗26，在保持住该秧苗26的根部的状态下向下方运动而将该秧苗26植入地面。载秧台17配置在种植单元20的上方，能载置苗床。载秧台17具有向各种植单元20适当地供给上述苗床的输送机构。由此，能够向各种植单元20依次供给秧苗，连续地进行种植。升降连杆机构12与种植部3相连结。该升降连杆机构12由上连杆18和下连杆19等所构成的平行连杆构造构成，构成为通过驱动与下连杆19相连结的升降气缸14，能够使种植部3整体上下升降。升降气缸14的驱动由控制部控制。上述浮船16设在种植部3的下部，以下表面能与地面相接触的方式配置。如图2所示，浮船16构成为能以摆动轴32为中心摆动。另外，在摆动轴32的前方的位置，利用按压构件33对浮船16向下施力。S卩，以将浮船16的前端部分按压于地面的方式对该浮船16的前端部分施力。在多个浮船16中至少任一个上设有检测该浮船16的位置(详细而言是该浮船16的摆动角)的浮船传感器(浮船位置检测部)34。该浮船传感器34例如构成为电位器。浮船传感器34的检测值输出到控制部中。另外，在以下的说明中，有时将浮船传感器34所检测的浮船16的摆动角简称为浮船角。
如上所述，由于浮船16的前端被按压于地面，所以随着地面与种植部3的距离越来越远，浮船16成为前低后高状态。因而，浮船角依据地面与种植部3的距离(种植部3的对地高度)变化。控制部根据由浮船传感器34检测到的浮船角对升降气缸14进行反馈控制，使种植部3上下升降，从而将种植部3的对地高度保持为恒定。由此，即使在地面存在凹凸的情况下，也能将秧苗的种植深度保持为恒定而规整地进行种植。另外，控制部中的升降控制详见后述。另外，升降气缸14的工作油和变速箱体11内的工作油(齿轮油)共用。由此，不必为了升降气缸14而另外设置油箱等，所以能够紧凑地构成插秧机的机身。另外，在变速箱体11内具有用于检测上述工作油的温度的省略图示的油温传感器(油温检测部)。另外，本实施方式的插秧机为了检测土壤的状态(详细而言是土壤的硬度)而具有土壤状态检测部27。该土壤状态检测部27配置在种植爪22的附近，构成为与种植爪22 —体地旋转运动。如图3所示，土壤状态检测部27包括负载传感器28和探测器29。负载传感器28是对施加于载荷检测面的载荷进行检测而输出与该载荷相对应的检测信号的公知的结构。负载传感器28的检测信号输出到控制部中。探测器29是棒状构件，以其长度方向与种植爪22的长度方向大致平行的方式配置。另外，探测器29的前端以与种植爪22朝向同一方向且距地面的高度与种植爪22的前端的距地面的高度大致相同的方式配置。另外，探测器29的另一端与负载传感器28的载荷检测面抵接。采用该结构，当有力施加于探测器29的前端时，由负载传感器28检测到该力而向控制部输出该检测结果。采用以上的结构，每当种植爪22将秧苗种植于地面时，探测器29的前端也刺入到地面中。由此，探测器29从地面接受到的力(土壤反作用力)由负载传感器28检测。土壤越硬，探测器29自地面接受的土壤反作用力越大，所以控制部能够根据负载传感器28所检测到的土壤反作用力的大小求出土壤的硬度。接下来，说明本实施方式的插秧机I中的俯仰角修正。即，能利用浮船传感器34检测的浮船角是浮船16相对于车身的角度，所以无法直接检测浮船16相对于地面的角度(以下称作真正的浮船角)。但是，为了相对于地面适当地对种植部3进行升降控制所需的信息是真正浮船角。因此，在本实施方式的插秧机I中，进行依据车身的俯仰角修正由浮船传感器34检测到的浮船角的俯仰修正。为了进行上述俯仰修正，需要检测车身的俯仰角。但是，用于检测车身的俯仰角的倾斜传感器31检测重力加速度方向的倾斜。因此，当车身加减速而使加速度作用于倾斜传感器31时，无法利用倾斜传感器31准确地检测车身的俯仰角。所以，有在车身的加减速过程中不能准确地进行上述俯仰修正的问题。为此，在本实施方式的插秧机I中，依据车身的加速度修正倾斜传感器31所输出的俯仰角。因此，本实施方式的插秧机I具有用于检测车身的加速度的省略图示的加速度传感器(加速度检测部)。下面参照图3进行说明。将车身的加速度设为A[m/s2]，将重力加速度设为G[m/S2]。在车身正在加减速的情况下，施加于倾斜传感器31的加速度的方向与重力加速度G的方向(铅垂向下方向)以角度ea倾斜。可以近似地认为车身沿水平方向移动，所以可以视为车身的加速度A与重力加速度G正交。在该情况，上述角度03可以根据QftarT1 CA/G)求得。 在本实施方式的插秧机I中，控制部构成为根据角度0 a修正倾斜传感器31所输出的俯仰角，计算车身的真正的俯仰角(前后倾斜角)。在将倾斜传感器31所输出的俯仰角设为91)时，真正的俯仰角吣可以根据L= ep- ea求得。在本实施方式的插秧机I中，控制部构成为根据上述真正的俯仰角0 r修正浮船传感器34所检测到的浮船角(浮船16相对于车身的角度)。即，在将浮船传感器34所检测到的浮船角设为a时，浮船16相对于地面的角度(真正的浮船角)％可以根据CIfCi - 9r求得。以上就是本实施方式的插秧机中的俯仰修正方式。根据以上述方式求得的浮船角进行种植部3的升降控制，从而能够适当地保持种植部3的高度。并且，由于在进行上述俯仰修正时考虑了车身的加速度，所以能够进行准确的修正。另外，根据农田的状态、车身的前后平衡等，有时机身体现出剧烈的俯仰动作。当在这样的情况下俯仰修正发生了变动时，升降控制变得不稳定，并且种植部3自地面浮起，可能发生漂秧等不良。另外，在车身的起步加速时等机身大幅抬头的情况等，俯仰角非常大，所以当在这样的情况下进行俯仰修正时，有时种植部3呈现想不到的动作。为此，在本实施方式的插秧机I中，构成为依据车身的俯仰动作改变俯仰修正的修正量。详见下述。控制部对利用倾斜传感器31检测到的车身的俯仰角进行微分，计算俯仰角速度(车身的前后倾斜角速度)。控制部又进一步对上述俯仰角速度进行微分，计算俯仰角加速度(车身的前后倾斜角加速度)。认为在俯仰角、俯仰角速度或俯仰角加速度表现为较大的值的情况下，车身进行急剧的俯仰动作。控制部构成为判定俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度是否为规定的阈值以上。在俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度均小于规定值的情况下，可以判断为车身的俯仰动作不剧烈。在这样的情况下，即使进行俯仰修正也没问题。因此，控制部在判定为车身的俯仰动作不剧烈的情况下，进行俯仰修正而计算真正浮船角a ro另一方面，控制部构成为在判断为车身的俯仰动作剧烈的情况下，不进行俯仰修正。这样，在进行急剧的俯仰动作时，不进行俯仰修正，而是将利用浮船传感器34检测到的浮船角a直接用作真正浮船角。由此，在俯仰动作剧烈的情况下，不再进行俯仰修正，能够防止漂秧等不良情况的发生。另外，此时，也可以控制为并非完全不进行俯仰修正(修正量为零)，而是小幅改变俯仰修正的修正量。另外，在上述说明中，对倾斜传感器31所检测到的俯仰角进行微分而求得俯仰角速度，但也可以为了检测俯仰角的速度而设置角速度传感器。在该情况下，可以不进行微分运算地直接检测俯仰角速度，所以能够精度佳地检测俯仰角速度。接下来，说明本实施方式的插秧机I中的种植部3的升降控制。在以往的插秧机中，利用将浮船角作为控制量的PID控制进行种植部的升降控制。众所周知，该PID控制根据比例项、微分项和积分项计算操作指令值。另外，在PID控制中，当控制量突发性地发生了变化时，主要利用微分项的作用来应对。在将浮船角作为控制量的PID控制的情况下，微分项表示与浮船角的微分量(即浮船 角速度)成比例的值。因而，在以往的插秧机的升降控制中，可以说是由基于浮船角速度的控制(微分项)来应对浮船角的突发性的变动。但是，近年来插秧机的种植速度提高，车身的行走速度变快，所以浮船角随之激烈变动。因此，担心在以往的PID控制中，种植部3的升降控制出现随动延迟。为此，在本实施方式的插秧机I中，控制部构成为根据浮船角的加速度(浮船角加速度)进行种植部3的升降控制。S卩，通过根据将浮船角速度进一步微分而得到的浮船角加速度(浮船角的二阶微分值)进行种植部3的升降控制，与利用了一阶微分值(浮船角速度)的以往的控制相比，能够提高响应性，进行更加灵敏的升降控制。因而，在浮船角激烈变动的状况下，也能防止随动延迟而适当地对种植部3进行升降控制。另外，如上所述在本实施方式的插秧机I中，构成为通过进行俯仰修正而求得真正浮船角，根据求得的真正浮船角进行升降控制。因而，在以下说明中，在称作“浮船角”的情况下，指利用俯仰修正算得的真正浮船角接下来，参照图5详细说明。图5表示本实施方式中的升降控制的框图。图5的虚线内表示在以往的插秧机的升降控制中进行的PID控制(将浮船角作为控制量的PID控制)。即，将浮船角偏差(浮船角的检测值与浮船角的目标值的差)乘以比例增益Kp而得到的比例项50、浮船角偏差的积分值乘以积分增益Ki而得到的积分项51、和浮船角偏差的微分值乘以微分增益Kd而得到的微分项52的值分别相加，求得由PID控制产生的动作指令值。并且，在本实施方式的插秧机I中，在以往的插秧机的升降控制中进行的PID控制(图5的虚线内的控制)的基础上，加之与浮船角加速度(浮船角的二阶微分值)成比例的二阶微分项53而进行控制。控制部通过求出浮船角偏差的二阶微分，计算浮船16绕摆动轴32的角加速度(浮船角加速度)。这样，由于利用控制部计算浮船的加速度，所以可以说控制部是浮船加速度取得部。并且，控制部通过在浮船角加速度上乘以二阶微分增益Kd2 (加权系数)而作为二阶微分项53。如图5所示，控制部使二阶微分项53的值与由PID控制产生的动作指令值(比例项50+微分项52+积分项51)相加，获得最终的升降动作指令值。由此，由于根据浮船角加速度进行升降控制，所以与以往的插秧机中的升降控制相比，能够提高升降控制的响应性。另外，在本实施方式中，由于进行将浮船角作为控制量的PID控制，所以能够经常修正浮船角与浮船角的目标值的偏差(浮船角偏差)。因而，浮船角不会大幅偏离目标值。在本实施方式的插秧机I中，上述二阶微分增益Kd2能够由驾驶者调整。详细而言，在驾驶座的附近设置设定刻度盘等适当的设定部件，驾驶者操作设定刻度盘，从而能够改变二阶微分增益。另外，也可以代替上述结构或在上述结构的基础上，使控制部根据由土壤状态检测部27检测到的土壤硬度自动地调整上述二阶微分增益Kd2。例如，利用土壤状态检测部27检测到的土壤硬度越高，控制部越调小二阶微分增益Kd2。由此，能够进行与土壤的硬度相对应的适当的升降控制。在种植部3的升降控制中，也可以构成为依据状况调整积分增益Ki的值。参照图6说明该变形例。在图6所示的变形例中，在浮船角偏差的绝对值大的情况下，也增大积分增益Ki，在浮船角偏差的绝对值小的情况下，也减小积分增益Ki。
这样，通过依据浮船角偏差的大小改变积分增益Ki的值，能够兼顾稳定性和响应性。即，在浮船角偏差的绝对值大的情况下，通过增大积分增益Ki，能够使浮船角提早恢复为目标值。另一方面，在浮船角偏差的绝对值小的情况下，通过减小积分增益Ki，能够抑制在浮船角的目标值附近的振动性响应。参照图7说明用于抑制振动性响应的另一变形例。在图7所示的变形例中，在种植部3的升降控制中进行静区处理。即，将作为输入值的浮船角偏差设为U，将静区处理后的浮船角偏差设为y，将静区宽度设为土z。在该情况下，静区处理后的偏差y可以如下方式求得y=u+z (u〈_z)y=0 ( - z ^ u ^ +z)y=u - z (+z〈u)通过以这种方式设置静区，能够抑制在浮船角接近目标值时(在浮船角偏差接近零时)的振动性响应。并且，在该情况下，分别设定与浮船角偏差成比例的控制用的第I静区和使用了浮船角偏差的积分值的控制用的第2静区，比第I静区宽地设定第2静区宽度较佳。详细而言，如图7所示，在比例项50中设定有具有土Zl的宽度的第I静区。在浮船角偏差u位于第I静区时，向比例项50的输入为零。因而，在该情况下，比例项50的影响(与浮船角偏差成比例的控制的影响)减小。另外，在本实施方式中，对于微分项52和二阶微分项53也也设定有第I静区。因而，在浮船角偏差u位于第I静区时，微分项52和二阶微分项53的影响也减小。另一方面，在积分项51中设定有具有土Z2的宽度的第2静区。当浮船角偏差u位于第2静区时，向积分项51的输入为零。因而，在该情况下，积分项51的影响(使用了浮船角偏差的积分值的控制的影响)减小。并且，在该变形例中，设定为z2>zl。通过以这种方式设定静区，随着浮船角偏差接近零，输入到积分项51中的偏差的值(第2静区处理后的偏差的值)比输入到比例项50等中的偏差的值(第I静区处理后的偏差的值)小。即，随着浮船角偏差接近零，可以减小积分项51的影响力。这样，由于能够减小浮船角偏差在零附近(浮船角的目标值附近)时的积分项51的影响力，所以即使将积分增益Ki设定得较大，在目标值附近的振动性响应也不易发生。因此，可以为了加快向目标值恢复而将积分增益Ki设定得较大。这样，采用本变形例的插秧机I的结构，能够较大地设定积分增益Ki而加快向目标值附近的恢复，且能利用静区处理抑制在目标值附近的振动性响应。另外，在本变形例的插秧机中，控制部构成为在浮船角偏差进入积分项51的静区(土z2)的范围内时，将积分项51的积分值重置为零。即，在像本实施方式的插秧机I所具有的升降气缸14那样利用流量比例阀指示压力油流量的形式的执行元件(指示速度的形式的执行元件)中，当积分值积累时，可能发生超过目标值的(过冲，overshoot)。因此，通过以上述方式重置积分值，能够抑制升降气缸14过冲。 接下来，说明根据浮船角的加速度(浮船角加速度)进行升降控制的另一实施方式。在上述实施方式中，在将浮船角作为控制量的以往的PID控制的基础上，加之与浮船角加速度成比例的二阶微分项53而进行控制。但是，本发明并不限定于此，只要结果能够进行基于浮船角的加速度的控制，就能获得与提高升降控制的响应性的上述实施方式同等的效果。例如在以下说明的另一实施方式中，构成为进行将浮船角速度(浮船角的微分值)作为控制量的PID控制。也就是说，在将浮船角速度作为控制量而进行了 PID控制的情况下，该微分项表示与作为控制量的浮船角速度的微分值(=浮船角加速度)成比例的值。这样，通过进行将浮船角速度作为控制量的PID控制，结果能够进行基于浮船角加速度的升降控制。另外，种植部3的升降控制的目的在于恒定地保持该种植部3相对于地面的高度，所以是恒定地保持浮船16的角度的控制。因而，在将浮船角速度作为控制量而进行PID控制的情况下，通常将浮船角速度的目标值设为零。但是，在将浮船角速度作为控制量的PID控制中，由于没有基于浮船角本身的控制要素，所以浮船角容易偏离目标角度。为此，控制部以根据由浮船传感器34检测到的浮船角、与浮船角的目标值的差(偏离)修正该偏离的方式进行控制。例如，在浮船传感器34所检测到的浮船角相对于目标角度前低后高的情况下，使种植部3下降地进行修正。另一方面，在浮船传感器34所检测到的浮船角相对于目标角度前高后低的情况下，使种植部3上升地进行修正。如上所述，上述实施方式及变形例的插秧机I具备种植部3和控制部。种植部3具备能与地面相接触的浮船16。控制部对上述种植部3进行升降控制。另外，控制部根据浮船16的加速度(浮船角加速度)进行上述升降控制，并且修正浮船16的位置与浮船16的位置的目标值的偏差。这样，通过根据浮船16的加速度进行升降控制，能够提高该升降控制的响应性。另外，通过以修正浮船位置的偏差的方式进行控制，能够适当地对种植部3进行升降控制。如上所述，上述实施方式的插秧机通过根据浮船角的加速度进行升降控制，能够提高该升降控制的响应性。但是，在如上述那样地提高升降控制的响应性时，为了使种植部迅速上下升降，反倒可能产生如下其他问题，即，容易发生晃荡、漂秧(未将秧苗适当地种植在农田中的异常)等故障。为此，在本实施方式的插秧机I中，如图2所示，在比浮船16的摆动轴32靠后的位置形成有将该浮船16延伸而成的延长部16a。由此，抑制使浮船16前高后低的力矩。因而，浮船16本身的摆动是稳定的，所以浮船传感器34所检测的浮船角也是稳定的，能够抑制与晃荡有关的动作。由此，能够将漂秧等故障防患于未然。此外，本实施方式的插秧机I构成为依据种植部3的横摇(左右的倾斜)动作调整升降控制的控制增益。即，在种植部3体现为激烈的横摇动作的情况下，容易发生漂秧等种植故障。因而，在这样的情况下，优选进行控制上的变更，以防止漂秧的发生。本实施方式的插秧机I为了检测种植部3的横摇动作而具备横摇角传感器和横摇角速度传感器。横摇角传感器构成为检测种植部3的横摇(左右的倾斜)角。另外，横摇角传感器构成为检测种植部3左右倾斜的速度(横摇角速度)。横摇角传感器和横摇角速度传 感器的检测值输出到控制部中。在横摇角传感器所检测到的横摇角的绝对值大的情况(即种植部3左右大幅倾斜的情况)下、横摇角速度传感器所检测到的横摇角速度的绝对值大的情况(即种植部3左右倾斜的速度快的情况)下，发生漂秧等故障的可能性高。为此，在横摇角或横摇角速度超过规定的容许范围的情况下，控制部减少控制增益，使升降控制的灵敏度变得迟钝。由此，种植部3的上升速度下降，所以种植部3不易离开地面，能够防止漂秧等故障。另外，在农田的耕作地严重凹凸的状态下，出现漂秧的可能性高。在耕作地严重凹凸的情况下，机身的左右倾斜的变动周期加快，结果横摇角速度传感器输出的横摇角速度的变动变大。因此，在横摇角速度的变动朝过规定的容许范围而较大的情况下，控制部减少控制增益，使升降控制的灵敏度变得迟钝。由此，种植部3的上升速度下降，所以种植部3不易离开地面，能够防止漂秧等故障。如上所述，在种植部3的横摇动作(横摇角、横摇角速度和横摇角速度的变动)超过容许范围的情况下，改变控制增益而使升降控制的灵敏度变得迟钝。由此，在利用浮船角加速度而提高了响应性的本实施方式的升降控制中，能够有效地防止漂秧等故障。另外，在本实施方式的插秧机I中，控制部构成为也依据车身的俯仰(前后的倾斜)动作，调整升降控制的控制增益。例如在由种植部3进行的种植过程中前轮掉进了暗沟里的情况等，车身急剧地成为前陷姿势，种植部3自地面浮起，所以需要对该种植部急速地进行下降控制。因此，在这样的情况下，优选调整控制增益而使种植部3急速升降。为此，在本实施方式的插秧机I中，控制部构成为依据俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度的大小改变控制增益。例如在如上所述地前轮掉进了暗沟里的情况等，车身急剧地成为前陷姿势，结果俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度的绝对值增大。这样，在俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度的绝对值较大的状况下，需要相应地对种植部3急速地进行升降控制。为此,控制部以俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度的绝对值越大,越增大控制增益的方式进行变更。由此，能够应对急速的俯仰变化。另外，在俯仰角、俯仰角速度和俯仰角加速度的绝对值较小时(不必使种植部3急速地升降时)，减小控制增益。由此，能够防止种植部3不必要地进行急剧的动作，所以能够将晃荡的发生防患于未然。另外，浮船16的最佳的目标角度根据农田的状态(土的硬度等)的不同而不同。因而，为了适当地进行秧苗的种植，根据农田状态的变化改变浮船16的目标角度较佳。但是，在以往的插秧机中，目标角度等由驾驶者根据经验和直觉手动设定，所以未必一定能依据土壤条件获得最佳的种植结果。另外，当农田的状态不同时，PID控制所用的控制增益的最佳值也变化。为此，本实施方式的插秧机构成为根据各种传感器等，自动地调整浮船的目标角度、控制增益。下面详细说明。在本实施方式中，控制部构成为依据转弯前后的车速推测土壤状态，由此推测农田状态而调整浮船目标角及控制增益。例如，实施方式的插秧机I具备车速传感器，其检测插秧机的车速；转向角传感 器，其检测转向盘7的转向角。车速传感器和转向角传感器的检测信号输入到控制部中。由此，控制部能够取得当下的车速和车身转弯的开始/结束的时机。控制部构成为在检测到车身进行了转弯操作时，通过运算来比较转弯开始前的平均车速和转弯结束后的平均车速。在转弯后的平均车速是转弯前的平均车速的同等程度以上的情况下，控制部判断能够稳定地进行种植，不进行控制上的变更(控制增益的变更、浮船16的目标角度的变更等)。另一方面，在转弯后平均车速减慢的情况下，可以判断为土壤状态比转弯前差(水深较深以及田地表面、耕地的杂乱程度大)，是需要注意的状况。为此，在转弯后的平均车速小于转弯前的平均车速的情况下，控制部减少升降控制的控制增益，并且将浮船目标角改变为前高后低(深植倾向)。由此，种植部3不易离开地面，所能够防止漂秧等故障。另外，例如也可以根据由上述油温传感器检测到的工作油的温度，推定该工作油的粘性特性，根据推定的粘性特性改变控制增益。S卩，在本实施方式的插秧机I中，使升降气缸14和变速箱体11共用工作油，所以工作油的温度受到变速箱的工作状态、升降气缸14的工作状态的影响而变化。因此，工作油的粘性大幅变化，影响升降控制性能。为此，在本实施方式的插秧机I中，预先调查工作油的温度与粘性特性的关系，预先将其结果存储在控制部中。控制部根据由油温传感器检测到的工作油的温度，参照上述存储内容而推定工作油的粘性。控制部在判定为当下的工作油的粘性比当初设想的粘性高的情况下，较大地改变控制增益而防止升降控制延迟地进行调整。由此，无论工作油的温度高低，都能进行稳定的升降控制。在以上的说明中，说明了根据俯仰角速度、工作油温等改变控制增益，防止晃荡、漂秧等故障的结构。但是，根据车身重量平衡、农田的干扰等各种条件的不同，有时也不能完全防止晃荡(发散)等故障。这样发生的晃荡由于受具有种植部3的整个车身的振动特性(衰减特性)影响，所以多为特定的振幅和特定的周期。因此，在晃荡发生时，浮船传感器34输出的浮船角呈现特定的振幅和特定的周期。为此，控制部监视浮船传感器34输出的浮船角，判定该浮船角的变动是否呈现特定的振幅、特定的周期。在浮船角呈现特定的振幅、周期(详细而言是根据车身的衰减特性的振幅、周期)的情况下，控制部判断为发生了晃荡，减小控制增益。由此，能够抑制晃荡。另一方面，在浮船角不呈现特定的振幅、周期的情况下，一般认为不会特别发生晃荡等不良情况，所以不改变控制增益等。以上说明了本发明的优选实施方式，但上述结构例如也可以如下方式变更。浮船的位置的微分值(浮船角的变化速度)的取得方法不限定于在控制部中进行时间微分的方法。例如，也可以设置用于检测浮船的摆动角速度的角速度传感器(速度传感器)，利用该角速度传感器直接检测浮船的位置的微分值。另外，在设置用于检测浮船的加速度(浮船位置的二阶微分值)的加速度传感器时，能够直接地检测该加速度。由此，能够减轻在控制部中进行二阶微分等运算处理的负荷。另外，能够不受运算误差、取样周期等的影响地高精度地求出加速度，所以能够提高控制性能。浮船位置检测部不限定于电位器，只要是能够检测浮船的位置的传感器即可，可以使用适当的部件。在上述实施方式中说明了种植爪是回转式的结构，但也可以是曲柄式的种植爪。 说明了参照转弯前后的车速度推测农田状态的结构，但可以在参照车速的信息的基础上参照变速踏板的操作量的信息，从而更加高精度地推测农田状态。降低种植部的上升速度的方法不限定于减少控制增益的方法。例如可以减少上升的增益，也可以将浮船的目标角度改变成前高后低。由此，种植部3不易离开地面，上升速度下降，所以能够防止漂秧。另外，也可以增加下降的增益。在该情况下，种植部的上升速度相对于下降速度较低，所以种植部3不易离开地面，能够防止漂秧。在俯仰修正的说明中，说明了根据俯仰角t修正浮船角a (检测值)的结构，但也代替该结构，采用根据俯仰角修正浮船的目标角度《 d的结构。即，用根据俯仰角修正了的目标角度(ad+9r)进行升降控制，从而能够获得与修正了浮船角a的情况同样的效果。在第I实施方式中，在以往的PID控制的比例项、微分项和积分项的基础上增加了二阶微分项，但本发明并不限定于此。例如也可以省略微分项和积分项(即，图4的虚线内也可以是P (比例)控制、Pi控制、ro控制等)。附图标记说明I、插秧机；3、种植部；16、浮船；34、浮船传感器。
权利要求
1.一种插秧机，其特征在于， 该插秧机具备行走的车身；种植部，其具有能与地面接触的浮船；控制部，其对所述种植部进行升降控制； 所述控制部根据所述浮船的加速度进行所述升降控制，并且修正所述浮船的位置与所述浮船的位置的目标值的偏差。
2.根据权利要求I所述的插秧机，其特征在于， 该插秧机具有检测所述浮船的速度的速度传感器。
3.根据权利要求I或2所述的插秧机，其特征在于， 该插秧机具有检测所述浮船的加速度的加速度传感器。
4.根据权利要求I 3中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述浮船能摆动地设于种植部； 所述浮船的位置是该浮船的摆动角； 所述浮船的加速度是该浮船的角加速度。
5.根据权利要求I 4中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述控制部根据车身的俯仰角修正浮船的位置的检测值或目标值的任一方，对种植部进行升降控制； 所述控制部根据车身的俯仰动作的大小改变所述修正量。
6.根据权利要求I 5中任意一项所述的插秧机,其特征在于， 该插秧机具有取得浮船的加速度的浮船加速度取得部， 所述控制部根据所述浮船的加速度乘以加权系数后得到的值，进行所述种植部的升降控制。
7.根据权利要求I 6中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述控制部利用将所述浮船的速度作为输入值的PID控制进行所述升降控制。
8.根据权利要求I 7中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述浮船能以摆动轴为中心摆动； 该浮船具有比所述摆动轴向机身后侧延伸的延长部。
9.根据权利要求I 8中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述控制部在相对于所述浮船的位置的检测值与所述浮船的位置的目标值的偏差设定的静区中，设定与所述偏差成比例的控制用的第I静区、和使用了所述偏差的积分值的控制用的第2静区。
10.根据权利要求I 9中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述控制部依据所述车身的俯仰动作改变所述升降控制的控制增益。
11.根据权利要求I 10中任意一项所述的插秧机，其特征在于， 所述控制部依据所述种植部的横摇动作改变所述升降控制的控制增益。
12.根据权利要求5所述的插秧机，其特征在于， 该插秧机具有测量所述车身的俯仰角的变化速度的角速度传感器。
13.根据权利要求5或12所述的插秧机，其特征在于， 该插秧机具备倾斜传感器，其检测车身的俯仰角；加速度检测部，其取得所述车身的加速度；所述控制部根据所述加速度修正所述倾斜传感器输出的俯仰角，并且根据所述修正后的俯仰角的值，修正所述浮船的位置的检测值或目标值的任一方。
14.根据权利要求6所述的插秧机，其特征在于， 该插秧机具有用于检测土壤状态的土壤状态检测部； 所述控制部根据所述土壤状态检测部的检测值改变所述加权系数。
全文摘要
本发明提供一种插秧机，其提高了种植部的升降控制的随动性。插秧机(1)具备种植部(3)、浮船传感器和控制部。种植部具有能与地面相接触的浮船(16)。浮船传感器检测浮船(16)的位置。控制部对种植部(3)进行升降控制。另外，控制部根据浮船(16)的加速度进行所述升降控制，并且根据所述浮船传感器的检测值修正浮船传感器所检测到的浮船(16)的位置与浮船(16)的位置的目标值的差。
文档编号A01C11/02GK102771236SQ20121014149
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者三宅康司, 丹生秀和, 土井邦夫, 平松敏史 申请人:洋马株式会社