CN111465314A - 水田作业机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种水田作业机,其中,从变速装置(24)输出的动力通过分支部(D)被并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,行驶传动系统的动力被传递给行驶用的车轮(1、2),作业传动系统的动力经由无级变速装置(45)被传递给作业装置(5)。在比分支部(D)靠作业传动系统侧设有能调节从变速装置(24)向作业传动系统传递的动力的动力调节机构(67)。通过动力调节机构(67)的动作,在从变速装置(24)输出的动力是对行驶用的车轮(1、2)进行前进驱动的前进动力的情况下将该前进动力传递给作业装置(5),在从变速装置(24)输出的动力是对行驶用的车轮(1、2)进行后退驱动的后退动力的情况下不将该后退动力传递给作业装置(5)。

Description

水田作业机
技术领域
本发明涉及像乘坐型插秧机、乘坐型直播机等那样将秧苗或种子、肥料或药剂等农用物资供给至农田面的水田作业机。
背景技术
在作为水田作业机的一例的乘坐型插秧机中,存在具备如专利文献1所公开的结构的插秧机。在专利文献1中,发动机(相当于动力部)的动力被传递给变速装置,变速装置的动力被并列地分支后传递给行驶用的车轮和秧苗插植装置(相当于作业装置)。
由此,通过秧苗插植装置,沿机体的行驶方向以事先设定的株距(相当于供给量)将苗插植到农田面,即使操作变速装置而使机体的行驶速度发生变化,传递给秧苗插植装置的动力也是变速装置的动力,因此由秧苗插植装置实施的株距维持在固定间隔。
而且,变速装置的动力经由株距变速装置传递给秧苗插植装置,能通过操作株距变速装置来将由秧苗插植装置实施的株距设定为所期望的间隔。能通过变更株距来变更供给至农田面的秧苗的供给量。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-070653号公报(JP2014-070653A)
发明内容
发明所要解决的问题
[问题1]
在专利文献1中,株距变速装置是齿轮变速型的具备多级变速位置的变速装置。近年来,根据农田面、农用物资的状态等来适当地设定向农田面供给的农用物资的供给量的要求高涨。
例如,也可以设置静液压无级变速装置等无级变速装置来代替齿轮变速型的变速装置。在该情况下,可以假设如下的结构:发动机(相当于动力部)的动力传递给变速装置,该变速装置的动力并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,行驶传动系统的动力传递给行驶用的车轮,作业传动系统的动力经由上述的静液压无级变速装置等无级变速装置传递给作业装置。如果采用像这样的结构,认为能对作业装置传递该无级变速装置所输出的各种速度的动力并根据水田、农用物资的状态等来精细且适当地设定农用物资的供给量。
但是,在变速装置的动力被并列地分支后传递给行驶用的车轮和秧苗插植装置(相当于作业装置)的情况下,当随着使水田作业机后退而变速装置的输出轴以与前进时的旋转方向相反的后退时的旋转方向旋转时,该反向旋转(后退时的旋转)的动力不仅被传递给行驶驱动系统,还被传递给作业传动系统。而且,当秧苗插植装置的插植臂反向旋转时,秧苗可能会被插植臂投掷到不希望的方向。
本发明的目的在于使水田作业机即使将机体的行驶方向切换为前进和后退,农用物资也不会被投掷到不希望的方向。
[问题2]
在上述现有结构中,主变速装置将变速后的动力传递给行驶用的车轮,因此存在正转传动状态和反转传动状态这两种传动状态,以便不仅对应于前进行驶还对应于后退行驶。但是,在上述现有结构中,株距变速装置是齿轮变速式的变速装置,不论在正转传动状态下还是在反转传动状态下均原样传递动力给作业装置。
一直以来,采用在机体后退时将间歇地向作业装置传递动力的作业离合器切换为断开状态,从而不传递反转动力等的对策。但是,例如,在如作业离合器的断开操作被延迟或误工作的情况下,反转动力会被传递给作业装置,恐怕无法进行适当的工作而导致损伤。而且,为了防止损伤,需要在作业装置侧配备用于限制反转动力的特别的装置。
因此,希望能实现即使作业装置不具备特别的限制用装置,也能以无虞损伤作业装置的状态根据田地、农用物资的状态等来对向农田面供给农用物资的供给量进行变更设定。
用于解决问题的方案
[解决方案1]
对应于[问题1]的解决方案如下所述。
一种水田作业机,具备:变速装置,被传递动力部的动力;以及作业装置,沿机体的行驶方向以事先设定的供给量将农用物资供给至农田面,从所述变速装置输出的动力通过分支部并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,所述行驶传动系统的动力被传递给行驶用的车轮,所述作业传动系统的动力经由无级变速装置被传递给所述作业装置,在比所述分支部靠所述作业传动系统侧设有能调节从所述变速装置向所述作业传动系统传递的动力的动力调节机构,通过所述动力调节机构的动作,在从所述变速装置输出的动力是对所述行驶用的车轮进行前进驱动的前进动力的情况下将该前进动力传递给所述作业装置,在从所述变速装置输出的动力是对所述行驶用的车轮进行后退驱动的后退动力的情况下不将该后退动力传递给所述作业装置。
根据本结构,作业传动系统的动力经由无级变速装置传递给作业装置。就是说,作业装置被传递由无级变速装置输出的各种速度的动力。由此,能根据水田、农用物资的状态等来精细且适当地设定农用物资的供给量,能提高水田作业机的作业精度。
需要说明的是,在变速装置的动力通过分支部并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,行驶传动系统的动力传递给行驶用的车轮,作业传动系统的动力传递给作业装置(例如秧苗插植装置等)的情况下,当随着使水田作业机后退而变速装置的输出轴反向旋转时,该反向旋转的动力不仅被传递给行驶驱动系统,还被传递给作业传动系统。而且,还存在作业装置也被向反方向驱动从而作业装置进行不希望的作业的可能性。例如,秧苗可能会由于作为作业装置的秧苗插植装置的插植臂反向旋转而被投掷到不希望的方向。
但是,通过像本发明这样在比分支部靠作业传动系统侧设置能调节从变速装置向作业传动系统传递的动力的动力调节机构,能通过动力调节机构的动作,从而在从变速装置输出的动力是对行驶用的车轮进行前进驱动的前进动力的情况下将该前进动力传递给作业装置,在从变速装置输出的动力是对行驶用的车轮进行后退驱动的后退动力的情况下不将该后退动力传递给作业装置。就是说,水田作业机即使将机体的行驶方向切换为前进和后退,农用物资也不会被投掷到不希望的方向。
在一个优选的实施方式中,所述无级变速装置是具备液压泵和液压马达的静液压无级变速装置,所述动力调节机构具备调节所述液压泵所具有的泵斜板的倾斜角度的致动器和调节所述液压马达所具有的马达斜板的倾斜角度的致动器中的至少任一方。
根据本结构,无级变速装置是静液压无级变速装置,因此能通过调节静液压无级变速装置的泵斜板和马达斜板中的至少任一方的倾斜角度来轻松地进行如将从无级变速装置的输出部输出的动力向高速侧稍稍变速或向低速侧稍稍变速这样的精细的变速。而且,能通过调节静液压无级变速装置的泵斜板和马达斜板中的至少任一方的倾斜角度来实现使动力不向作业装置传递的动力调节机构的功能。
在一个优选的实施方式中,所述动力调节机构具备离合器,所述离合器设于比所述分支部靠下游且比所述无级变速装置靠上游处并被配置为:将使所述行驶用的车轮前进旋转的情况下的所述变速装置的输出轴的前进驱动力传递给所述无级变速装置,不将使所述行驶用的车轮后退旋转的情况下的所述变速装置的输出轴的后退驱动力传递给所述无级变速装置。
根据本结构,将离合器的状态切换为将变速装置的输出轴的前进驱动力传递给无级变速装置的状态和不将变速装置的输出轴的后退驱动力传递给无级变速装置的状态中的任一种,由此能实现动力调节机构的功能。
在一个优选的实施方式中,所述变速装置的输出轴和所述无级变速装置的输入轴配置为同轴。
根据本结构,将变速装置的输出轴和被传递从变速装置输出的动力的无级变速装置的输入轴配置为同轴,由此即使不使用例如齿轮等来连结变速装置的输出轴和无级变速装置的输入轴也可。其结果是,通过减少部件数量,得到装置重量减少的效果、装置成本减少的效果以及装置的组装变得容易的效果。
在一个优选的实施方式中,在所述变速装置的输出轴的中途设有所述分支部。
根据本结构,从变速装置输出的动力在变速装置的输出轴的中途并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,因此从变速装置向行驶传动系统和作业传动系统传递动力的结构变得比较简单。
在一个优选的实施方式中,所述作业装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将农用物资间歇地供给至农田面。
根据本结构,能通过操作无级变速装置而在无级变速装置的最高速位置与最低速位置之间设定多个供给间隔。
由此,能根据农田面、农用物资的状态等来精细且适当地设定供给间隔,能提高水田作业机的作业精度。
在一个优选的实施方式中,具备播种装置来作为所述作业装置,所述播种装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的种子点播至农田面。
根据本结构,能以事先设定的供给间隔将种子供给至农田面。
在一个优选的实施方式中,具备秧苗插植装置来作为所述作业装置,所述秧苗插植装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的秧苗供给至农田面。
根据本结构,能以事先设定的供给间隔将秧苗供给至农田面。
[解决方案2]
对应于[问题2]的解决方案如下所述。
一种水田作业机,具备:第一变速装置,被传递动力部的动力;作业装置,沿机体的行驶方向以事先设定的供给量将农用物资供给至农田面;分支部,将所述第一变速装置的动力分支给行驶传动系统和作业传动系统;行驶用的车轮,被传递所述行驶传动系统的动力;以及第二变速装置,将所述作业传动系统的动力变速后传递给所述作业装置,在所述第二变速装置具备牵制机构,所述牵制机构允许所述作业传动系统的动力中的正转动力向所述作业装置传递并且牵制反转动力向所述作业装置传递。
根据本结构,第一变速装置的作业传动系统的动力经由第二变速装置传递给作业装置,通过操作第二变速装置,能在第二变速装置的变速操作范围内对供给至农田面的农用物资的供给量进行变更设定。
例如,在第一变速装置的变速动力被设定为正转状态,机体前进行驶的同时作业装置进行农用物资的供给作业时,如果第二变速装置被变更为输出反转动力的状态,则作业装置恐怕无法进行适当的工作。
但是,根据本结构,通过配备于第二变速装置的牵制机构来牵制反转动力从第二变速装置向作业装置传递。其结果是,能不向作业装置输出反转动力且不使用用于在作业装置侧限制反转动力的特别装置地仅传递正转动力。
因此,能实现在即使作业装置不具备特别的限制用装置也能以无虞损伤作业装置的状态根据农田面、农用物资的状态等来对向农田面供给农用物资的供给量进行变更设定。
在一个优选的实施方式中,所述第二变速装置由静液压无级变速装置构成,所述牵制机构由抵接构件构成,所述抵接构件对操作所述静液压无级变速装置中的耳轴的变速臂被操作至反转操作区域的情况进行抵接牵制。
根据本结构,第二变速装置由静液压无级变速装置构成,因此能对作业传动系统的动力进行无级变速。通过这样进行无级变速,能根据作业状况将向农田面供给农用物资的供给量在无级变速装置的最高速位置与最低速位置之间设定为任意的供给量。其结果是,能根据农田面、农用物资的状态等来精细且适当地设定供给量,能提高水田作业机的作业精度。
静液压无级变速装置不仅能对正转动力进行无级变速,也能对反转动力进行无级变速。因此,由抵接构件对操作耳轴的变速臂进行抵接限制,由此对耳轴被操作至反转操作区域的情况进行牵制。通过这样机械牵制,能可靠地避免反转动力传递给作业装置。
抵接构件是对变速臂进行抵接限制的部件即可,能用结构简单的部件来对应。此外,例如,在采用了通过致动器来操作变速臂的结构的情况下,即使由于检测耳轴的操作状态的传感器的检测误差等因素而过度操作了致动器,也能可靠地牵制反转动力向作业装置传递。
在一个优选的实施方式中,所述水田作业机具备:变速操作件,对所述第一变速装置的变速状态进行变更操作;以及控制装置,当所述变速操作件被操作至后退行驶侧时,将所述第二变速装置切换为中立状态。
根据本结构,当变速操作件从前进行驶侧的操作区域被操作至后退行驶侧时,第二变速操作被切换为中立状态。作为向后退行驶侧的操作,例如有变速操作件被操作至前进行驶侧的操作区域中的最低速位置(相当于中立状态的位置)、变速操作件位于中立操作位置、位于后退行驶侧的操作区域中的最低速位置(相当于中立状态的位置)等。
这样,在被实际切换为后退传动状态之前,变速操作件基于被切换为后退传动状态的可能性高的操作而将第二变速装置切换为中立状态,因此即使切换动作稍有时间延迟,也能避免向作业装置传递反转动力,能防止作业装置的损伤。
在一个优选的实施方式中,所述作业装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将农用物资间歇地供给至农田面。
根据本结构,作业装置随着机体的行驶而以隔开间隔的状态将农用物资间歇地供给至农田面。第二变速装置变速,由此通过对作业装置供给农用物资的间隔进行变更设定来变更供给量。在本结构中,能以不变更一次供给的农用物资的量的方式变更整体的供给量,因此不需要进行供给量的调整作业,应对处理变得简单。
在一个优选的实施方式中,具备秧苗插植装置来作为所述作业装置,所述秧苗插植装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的苗供给至农田面。
根据本结构,能一边使机体行驶一边通过秧苗插植装置向农田面插值秧苗,容易在秧苗插植作业中高精度地管理秧苗的插植间隔。
在一个优选的实施方式中,具备播种装置来作为所述作业装置,所述播种装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的种子点播至农田面。
根据本结构,能一边使机体行驶一边通过播种装置向农田面点播种子,容易在播种作业中高精度地管理点播种子的间隔。
其他特征及其所起到的好处根据以下的说明而显而易见。
附图说明
图1是表示第一实施方式的图(以下至图5同样是第一实施方式的图)且是作为水田作业机的一例的乘坐型插秧机的整体侧视图。
图2是乘坐型插秧机的整体俯视图。
图3是表示行驶传动系统的结构的图。
图4是表示作业传动系统的结构的图。
图5是对从变速装置输出的动力向行驶传动系统和作业传动系统传递的状态进行说明的图。
图6是表示第二实施方式的图,且是对应于图5的图。
图7是表示第三实施方式的图(以下至图11同样是第三实施方式的图),是作为水田作业机的一例的乘坐型插秧机的整体侧视图。
图8是乘坐型插秧机的整体俯视图。
图9是表示传动结构的纵剖后视图。
图10是表示传动结构的纵剖后视图。
图11是表示控制结构的框图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下,参照图1至图5,对本发明的第一实施方式进行说明。在本实施方式中,乘坐型插秧机是在农田(水田)中进行插植作业的水田作业机的一个例子。
只要没有特别说明,前后方向和左右方向记载为如下。机体11的行驶时的前进侧的行进方向为“前”,后退侧的行进方向为“后”。以前后方向下的朝前姿势为基准,相当于右侧的方向为“右”,相当于左侧的方向为“左”。
(乘坐型插秧机的整体结构)
如图1和图2所示,乘坐型插秧机在具备左右的前轮1(相当于行驶用的车轮)、左右的后轮2(相当于行驶用的车轮)的机体11的后部具备连杆机构3和对连杆机构3进行升降驱动的液压缸4,在连杆机构3的后部支承有秧苗插植装置5(相当于作业装置)。
秧苗插植装置5具备:在左右方向上隔开规定间隔地配置的插植传动箱6、自由旋转地支承于插植传动箱6的后部的左右侧部的旋转箱7、配备于旋转箱7两端的一对插植臂8、浮板9以及载秧台10等。
在秧苗插植装置5的左右的横侧部具备左右的划印器(marker)12。划印器12可以自由变更为与田面相接的作用姿势(参照图1)和向上方远离田面的收纳姿势,旋转体12a自由旋转地支承于划印器12的顶端部。在划印器12的作用姿势下,划印器12的旋转体12a与田面相接,随着机体11的行驶,划印器12的旋转体12a一边旋转一边在田面形成印记。
(驾驶部附近的结构)
如图1和图2所示,在机体11具备驾驶座椅13和对前轮1进行转向操作的方向盘14。
在机体11的前部的右部和左部具备左右的支承框架16,在支承框架16支承有预备苗载置台15。以跨左右的支承框架16的上部的方式连结有支承框架17。
在支承框架17,在俯视时位于机体11的左右中央CL的部分装配有计测装置18。在计测装置18具备通过卫星定位系统来获取位置信息的接收装置(未图示)和检测机体11的倾斜(俯仰角、侧倾角)的惯性计测装置(未图示),计测装置18输出表示机体11的位置的定位数据。
在支承左右的后轮2的后车轴箱22,在俯视时位于机体11的左右中央CL的部分装配有计测惯性信息的惯性计测装置19。惯性计测装置19和计测装置18的惯性计测由IMU(Inertial Measurement Unit:惯性测量单元)构成。
前述的卫星定位系统(GNSS:全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem))中,作为代表例举出GPS(Global Positioning System:全球定位系统)。GPS使用环绕地球的上空的多个GPS卫星、进行GPS卫星的跟踪和管制的管制局、进行定位的对象(机体11)所具备的接收装置,对计测装置18的接收装置的位置进行计测。
惯性计测装置19具备能检测机体11的偏转角度的角速度的陀螺仪传感器(未图示)和检测相互正交的三轴方向的加速度的加速度传感器(未图示)。由惯性计测装置19计测的惯性信息中包括由陀螺仪传感器检测的方位变化信息和由加速度传感器检测的位置变化信息。
由此,通过计测装置18和惯性计测装置19来检测机体11的位置和机体11的方位。
(变速箱附近的结构)
如图1所示,在机体11的前部支承有变速箱20,在连结于变速箱20的左右的横侧部的前车轴箱21支承有左右的前轮1。在机体11的后部支承有后车轴箱22,在后车轴箱22支承有左右的后轮2。
如图1所示,在变速箱20的前部支承有发动机23(相当于动力部)。在变速箱20的左横侧部连结有静液压型的无级变速装置24(相当于变速装置),发动机23的动力经由传动带25传递给无级变速装置24的输入轴24a。
无级变速装置24配置为向中立位置、前进侧以及后退侧无级自由变速,通过配备于方向盘14的左横侧的变速杠杆30来操作无级变速装置24。
(面向前轮和后轮的行驶传动系统的结构)
如图3所示,在变速箱20的右横侧部连结有泵26,泵26向液压缸4供给工作油。无级变速装置24的输入轴24a进入变速箱20,以跨泵26的输入轴26a和无级变速装置24的输入轴24a的方式连结有传动轴27。
在变速箱20的内部,沿左右方向支承有传动轴28、29,无级变速装置24的输出轴24b连结于传动轴28的端部。在变速箱20的内部,以跨传动轴28、29的方式具备齿轮变速型的副变速装置31。
副变速装置31具备:连结于传动轴28的低速齿轮32和高速齿轮33、通过花键结构与传动轴29一体旋转并以自由滑动的方式外嵌的变速齿轮34。能通过配备于驾驶座椅13附近的副变速杠杆(未图示)来对变速齿轮34进行滑动操作。
在副变速装置31中,如果使变速齿轮34与低速齿轮32咬合,则传动轴28的动力以低速状态传递给传动轴29,如果使变速齿轮34与高速齿轮33咬合,则传动轴28的动力以高速状态传递给传动轴29。
在水田中进行插植作业的情况下,将副变速装置31操作为低速状态,在路上等高速行驶的情况下,将副变速装置31操作为高速状态。
以跨变速箱20和前车轴箱21的方式支承有向左右的前轮1传递动力的左右的前车轴35,在左右的前车轴35之间具备前轮差速装置36。连结于传动轴29的传动齿轮37与连结于前轮差速装置36的箱36a的传动齿轮38咬合。
在变速箱20的后部,沿前后方向支承有输出轴39,连结于前轮差速装置36的箱36a的锥齿轮40与形成于输出轴39的前部的锥齿轮39a咬合。
如图1和图3所示,在输出轴39的后部经由万向接头(未图示)连结有传动轴41,传动轴41的后部经由万向接头(未图示)连结于后车轴箱22的输入轴(未图示)。
根据以上的结构,由无级变速装置24变速后的动力从无级变速装置24的输出轴24b经由传动轴28、副变速装置31、传动轴29、传动齿轮37/38、前轮差速装置36以及前车轴35传递给左右的前轮1。
传递给前轮差速装置36的动力经由锥齿轮40、输出轴39、传动轴41以及后车轴箱22的内部的传动轴(未图示)传递给左右的后轮2。
在输出轴39外嵌有多盘式制动器42,能通过对图2所示的制动踏板43进行踩踏操作使按压构件85动作,并将被该按压构件85按压的制动器42操作为制动状态。由制动器42对输出轴39施加制动,由此能对前轮1和后轮2施加制动。
输出轴39在自由旋转的状态下由轴承87保持。轴承87具有保持输出轴39的内筒部87a和隔着多个滚珠位于内筒部87a的外周侧的外筒部87b。在轴承87与按压构件85侧的部件之间设有轴环88。轴承87的内筒部87a与按压构件85侧的部件隔着该轴环88接触,而在轴承87的外筒部87b与按压构件85侧的部件之间形成有与该轴环88厚度相应的间隙。
差速锁定构件44通过键式结构与左前车轴35一体旋转并以自由滑动的方式外嵌。通过对配备于驾驶座椅13的下侧的差速锁定踏板(未图示)进行踩踏操作来对差速锁定构件44进行滑动操作而使其与前轮差速装置36的箱36a咬合,由此能将前轮差速装置36操作为差速锁定状态。
根据以上的结构,实现以下状态:无级变速装置24(变速装置)的动力被并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,行驶传动系统的动力被传递给前轮1和后轮2(行驶用的车轮)。
(面向秧苗插植装置的作业传动系统的结构)
如图4所示,在变速箱20的右横侧部连结有静液压无级变速装置45(相当于无级变速装置),静液压无级变速装置45的输入轴45a与传动轴28连结。静液压无级变速装置45的输入轴45a向与变速箱20相反的一侧突出,向静液压无级变速装置45输送冷却风的风扇46与静液压无级变速装置45的输入轴45a的突出部连结。
在静液压无级变速装置45的输出轴45b连结有传动轴47。在变速箱20的内部,沿左右方向支承有传动轴48、49,并以与传动轴47同心状地相对自由旋转的方式支承有传动轴49的端部。
在比静液压无级变速装置45的输出轴45b(输出部)靠下游处设有减速机构。在本实施方式中,减速机构包括传动齿轮50和传动齿轮51。具体而言,具备两组齿轮的传动齿轮50自由旋转地外嵌于传动轴48的外侧。形成于传动轴47的传动齿轮47a与传动齿轮50的大径齿轮部分50a咬合,连结于传动轴49的传动齿轮51与传动齿轮50的小径齿轮部分50b咬合。而且,适当地设定传动齿轮47a与大径齿轮部分50a的齿轮比和小径齿轮部分50b与传动齿轮51的齿轮比的组合,由此静液压无级变速装置45的输出轴45b的旋转速度被减小后传递给传动轴49。
在秧苗插植装置5所需的动力的速度、例如旋转速度低的情况下,如果静液压无级变速装置45所输出的动力的旋转速度也必须配合这样的低旋转速度而降低,则会从静液压无级变速装置45的输出轴45b输出低扭矩/低速旋转的动力。在该情况下,如果传递给秧苗插植装置5的动力是低扭矩/低速旋转的动力,则可能会由于秧苗插植装置5的驱动阻力导致秧苗插植装置5的驱动停止。但是,如果像本实施方式这样,在比静液压无级变速装置45的输出轴45b靠下游处设有减速机构(传动齿轮50和传动齿轮51),则即使提高从静液压无级变速装置45的输出轴45b输出的动力的旋转速度,也能在通过减速机构进行减速后对秧苗插植装置5传递适当的扭矩/旋转速度的动力。这样,使静液压无级变速装置45的输出轴45b的旋转速度为设定旋转速度以上,增大减速机构的减速比,由此即使在行驶速度低的情况、秧苗插植装置5所需的旋转速度低的情况下,也能可靠地向秧苗插植装置5传递动力(可靠地驱动插植臂8)。
在比减速机构(传动齿轮50和传动齿轮51)靠下游处具备相对于输入的动力使输出的动力的角速度发生变化的不等速变速装置52。在本实施方式中,在变速箱20的内部,以跨传动轴48、49的方式具备齿轮变速型的不等速变速装置52,在传动轴48连结有第一锥齿轮53。在变速箱20的后部沿前后方向支承有输出轴54,第二锥齿轮55经由插植离合器56外嵌于输出轴54的前部,锥齿轮53、55咬合。
换言之,设有支承于变速箱20内的传动轴48(第一轴)和在该传动轴48的下游沿俯视时与传动轴48交叉的方向配置的输出轴54(第二轴)。锥齿轮53、55具有设于传动轴48的第一锥齿轮53和设于输出轴54并且与第一锥齿轮53啮合的第二锥齿轮55。并且,在变速箱20形成有供输出轴54的至少上游侧端部插入的开口部AP,第二锥齿轮55的直径设定为小于开口部AP的直径。通过像这样将第二锥齿轮55的直径设定为小于形成于变速箱20的开口部AP,能将第二锥齿轮55和输出轴54从变速箱20通过开口部AP取出而不损伤变速箱20。
此外,在作业传动系统设有变换动力的传递方向的锥齿轮53、55,锥齿轮53、55与减速机构(传动齿轮50和传动齿轮51)分别设置。就是说,锥齿轮53、55可以不进行变速(增速、减速),因此能避免锥齿轮53、55的直径变大。此外,在比静液压无级变速装置45和减速机构(传动齿轮50和传动齿轮51)靠下游侧设有锥齿轮53、55来进行动力的传递方向的变换。就是说,能将由静液压无级变速装置45和减速机构(传动齿轮50和传动齿轮51)来进行变速的机构与由锥齿轮53、55来进行动力的传递方向的变换的机构分开。
如图1和图4所示,在输出轴54的后部经由万向接头(未图示)连结有传动轴57,传动轴57的后部经由万向接头(未图示)连结于秧苗插植装置5的输入轴(未图示)。
根据以上的结构,用无级变速装置24变速后的动力从无级变速装置24的输出轴24b经由传动轴28和静液压无级变速装置45的输入轴45a传递给静液压无级变速装置45。
由静液压无级变速装置45变速后的动力从静液压无级变速装置45的输出轴45b经由传动轴47(传动齿轮47a)、传动齿轮50/51、传动轴49、不等速变速装置52、传动轴48、锥齿轮53/55、插植离合器56、输出轴54以及传动轴57传递给秧苗插植装置5。插植离合器56能进行切换,将第二锥齿轮55与输出轴54之间的动力传递设为传动状态或者将第二锥齿轮55与输出轴54之间的动力传递设为切断状态。
图5是对从变速装置(无级变速装置24)输出的动力传递给行驶传动系统和作业传动系统的状态进行说明的图。需要说明的是,对无级变速装置24的具体结构省略图示。如图所示,当由变速杠杆30发出前进侧和后退侧的变速指令时,该指令被传递给控制装置63。然后,基于该指令进行无级变速装置24和静液压无级变速装置45的动作控制。
举出具体例来说明,在接收到由变速杠杆30发出的前进指令时,控制装置63通过致动器来调节无级变速装置24的例如液压泵的泵斜板的倾斜角度,以使无级变速装置24的输出轴24b以前进时的旋转方向且以规定的旋转速度旋转。与此相对,在接收到由变速杠杆30发出的后退指令时,控制装置63通过致动器来调节无级变速装置24的例如液压泵的泵斜板的倾斜角度,以使无级变速装置24的输出轴24b以与前进时的旋转方向相反的后退时的旋转方向且以规定的旋转速度旋转。然后,从无级变速装置24的输出轴24b输出的动力经由副变速装置31等传递给行驶用的车轮(前轮1、后轮2)。
此外,在本实施方式中,将从无级变速装置24的输出轴24b输出的动力并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统的分支部D是设有副变速装置31的部位。在该部位,传动轴28的动力通过副变速装置31向传动轴29(行驶传动系统)分支,传动轴28的动力也向静液压无级变速装置45的输入轴45a(作业传动系统)传递。无级变速装置24的输出轴24b与传动轴28同心,可以将两者视为同轴,因此也可以说是在无级变速装置24的输出轴24b的中途设有分支部D的结构。进而,是无级变速装置24的输出轴24b与静液压无级变速装置45的输入轴45a配置为同轴(同心)的结构。无级变速装置24的输出轴24b与传递从无级变速装置24输出的动力的静液压无级变速装置45的输入轴45a配置为同轴,由此即使不使用例如齿轮等来连结无级变速装置24的输出轴24b和静液压无级变速装置45的输入轴45a也可。其结果是,通过减少部件数量,得到装置重量减少的效果、装置成本减少的效果以及装置的组装变得容易的效果。
如图5所示,静液压无级变速装置45具备液压泵80和液压马达82。在液压泵80设有泵斜板81,在液压马达82设有马达斜板83。在本实施方式中,能通过致动器67来调节液压泵80所具有的泵斜板81的倾斜角度,马达斜板83的倾斜角度是固定的。并且,控制装置63控制致动器67的动作(即,调节泵斜板81的倾斜角度),由此在静液压无级变速装置45中进行从输入轴45a的旋转速度向输出轴45b的旋转速度的变速。然后,从静液压无级变速装置45的输出轴45b输出的动力经由传动轴47等传递给秧苗插植装置5。
例如,在水田中进行插植作业的情况下,进行如下的操作。
在插植作业开始时,操作者通过设定部(未图示)来设定(选择)多个设定株距之一。然后,当在由设定部设定好一个株距的状态下开始插植作业时,控制装置63与设定好的株距对应地输出操作信号,根据该操作信号来实施基于静液压无级变速装置45的变速动作。
当将插植离合器56操作为传动状态时,秧苗插植装置5被传递动力,秧苗插植装置5工作。
当秧苗插植装置5工作时,随着载秧台10被向左右往复横向进给驱动,旋转箱7被向图1的纸面的逆时针方向旋转驱动,两组插植臂8从载秧台10的下部交替取出秧苗(相当于农用物资)并插植于作为农田面的田面。由此,沿机体11的行驶方向以事先设定的供给量即设定株距(相当于供给间隔)将秧苗间歇地插植供给至田面。
当将插植离合器56操作为切断状态时,向秧苗插植装置5的动力被切断,秧苗插植装置5停止,载秧台10和旋转箱7停止。
根据以上的结构,实现以下状态:无级变速装置24(变速装置)的动力并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,作业传动系统的动力经由静液压无级变速装置45和不等速变速装置52传递给秧苗插植装置5(作业装置)。
在如上的结构的水田作业机中,随着使水田作业机后退,无级变速装置24的输出轴24b向与前进的旋转方向相反的后退时的旋转方向旋转。因此,当按照该后退时的旋转方向旋转的动力传递给作业传动系统时,秧苗插植装置5也被向反方向驱动,例如秧苗可能会由于秧苗插植装置5的插植臂8反向旋转而被投掷到不希望的方向。
但是,在水田作业机中,在比分支部D靠作业传动系统侧设有能调节从无级变速装置24向作业传动系统传递的动力的动力调节机构。在本实施方式中,使用对液压泵80所具有的泵斜板81的倾斜角度进行调节的致动器67来实现动力调节机构。就是说,能实现通过调节静液压无级变速装置45的泵斜板81的倾斜角度来使动力不从该静液压无级变速装置45向秧苗插植装置5传递的动力调节机构的功能。
而且,控制装置63能在从无级变速装置24输出的动力是对行驶用的车轮(前轮1、后轮2)进行前进驱动的前进动力的情况下通过上述动力调节机构的动作来将该前进动力传递给秧苗插植装置5,并在从无级变速装置24输出的动力是对行驶用的车轮(前轮1、后轮2)进行后退驱动的后退动力的情况下通过上述动力调节机构的动作而不将该后退动力传递给秧苗插植装置5。就是说,水田作业机中即使将机体11的行驶方向切换为前进和后退,秧苗等农用物资也不会被投掷到不希望的方向。
具体而言,在接收到由变速杠杆30发出的前进指令的情况下,控制装置63通过致动器67来调节静液压无级变速装置45的液压泵80的泵斜板81的倾斜角度,以使静液压无级变速装置45的输出轴45b以前进时的旋转方向且以规定的旋转速度旋转。与此相对,在接收到由变速杠杆30发出的后退指令的情况下,控制装置63通过致动器67来调节静液压无级变速装置45的液压泵80的泵斜板81的倾斜角度,以使静液压无级变速装置45的输出轴45b不旋转或只被施加非常小的扭矩。
(不等速变速装置的结构)
如图4所示,不等速变速装置52具备:连结于传动轴49的等速齿轮58和不等速齿轮59、以相对自由旋转的方式外嵌于传动轴48的等速齿轮60和不等速齿轮61,等速齿轮58、60咬合,不等速齿轮59、61咬合。
键状的变速构件62自由滑动地支承于传动轴48的内部,对变速构件62进行滑动操作而使其与等速齿轮60和不等速齿轮61中的一个卡合,由此能将使变速构件62卡合的等速齿轮60和不等速齿轮61与传动轴48呈连结状态。
等速齿轮58、60为圆形齿轮且同径。由此,当使变速构件62与等速齿轮60卡合时,传动轴49旋转一周的动力在角速度为等速的状态下作为旋转一周的动力传递给传动轴48。
不等速齿轮59、61为椭圆齿轮、偏心齿轮或非圆形齿轮。由此,当使变速构件62与不等速齿轮61中的一个卡合时,传动轴49旋转一周的动力作为旋转一周的动力传递给传动轴48,但旋转一周期间角速度会高低变化。
在不等速齿轮59、61为偏心齿轮的情况下,在一个偏心齿轮设定有多个齿轮齿的变位,设定为变位根据齿轮齿而不同。由此,能减少不等速齿轮59、61的齿隙的偏差,由不等速齿轮59、61进行的动力的传递会变得顺畅。
进而,与不等速变速装置52的输出部对应的传动轴48的旋转速度与传递给秧苗插植装置5的输出轴54和传动轴57的旋转速度相同。换言之,传动轴48的旋转速度在经由锥齿轮53/55、插植离合器56、输出轴54以及传动轴57向秧苗插植装置5传递的期间不发生变化。这是通过在比减速机构(传动齿轮50和传动齿轮51)靠下游处设置不等速变速装置52并在比不等速变速装置52靠下游处不进行变速而得到的效果。根据这样的结构,当通过不等速变速装置52对传动轴48造成旋转一周期间角速度高低变化的状态时,能将该状态也原样传递给传动轴57和秧苗插植装置5而使秧苗供给至田面的瞬间的秧苗插植装置5的插植臂8的工作速度为适当的值。
而且,在本实施方式中,插植离合器56配置为:能在第二锥齿轮55与输出轴54相对旋转一周期间仅从切断状态过渡至传动状态一次,即每360°仅从切断状态过渡至传动状态一次。例如,在输出轴54设有一个爪部,在设有第二锥齿轮55的构件中设有一个凹部。而且,具有如下位置关系:在第二锥齿轮55与输出轴54相对旋转一周期间,输出轴54的爪部能仅嵌入至设有第二锥齿轮55的构件中的一个凹部一次,由此过渡至传动状态。这样,配置为插植离合器56仅在第二锥齿轮55和输出轴54位于特定的位置关系的时间点能过渡至传动状态,由此在插植离合器56处于传动状态期间,能使在传动轴48旋转一周期间通过不等速变速装置52使角速度高低变化的定时与插植臂8的旋转一周期间角速度高低变化的定时(速度分布)始终同步。如上所述,在与不等速变速装置52的输出部对应的传动轴48到秧苗插植装置5之间,轴的旋转速度固定(例如,传动轴48的旋转周期与插植臂8的旋转周期相同),并且轴的旋转相位也固定。其结果是,即使插植离合器56多次切换为传动状态、切断状态,传动轴48旋转一周期间角速度高低变化的定时也与插植臂8旋转一周期间角速度高低变化的定时(速度分布)相同。
[第二实施方式]
第二实施方式的水田作业机的动力调节机构的结构与上述第一实施方式不同。以下对第二实施方式的水田作业机进行说明,但对与上述实施方式相同的结构省略说明。
图6是对从变速装置(无级变速装置24)输出的动力向行驶传动系统和作业传动系统传递的状态进行说明的图。需要说明的是,对无级变速装置24的具体结构省略图示。在本实施方式中同样,当由变速杠杆30发出前进侧和后退侧的变速指令时,该指令被传递给控制装置63。然后,控制装置63在接收到由变速杠杆30发出的前进指令时,通过致动器来调节无级变速装置24的例如液压泵的泵斜板的倾斜角度,以使无级变速装置24的输出轴24b以前进时的旋转方向且以规定的旋转速度旋转。与此相对,控制装置63在接收到由变速杠杆30发出的后退指令时,通过致动器来调节无级变速装置24的例如液压泵的泵斜板的倾斜角度,以使无级变速装置24的输出轴24b以与前进时的旋转方向相反的后退时的旋转方向且以规定的旋转速度旋转。
进而,在本实施方式中,在与无级变速装置24的输出轴24b位于同轴(同心)的传动轴28的中途即比分支部D靠下游且比静液压无级变速装置45靠上游处设置有离合器84来作为动力调节机构,该离合器84配置为:将使行驶用的车轮(前轮1、后轮2)前进旋转的情况下的无级变速装置24的输出轴24b的前进驱动力传递给静液压无级变速装置45,不将使行驶用的车轮(前轮1、后轮2)后退旋转的情况下的无级变速装置24的输出轴24b的后退驱动力传递给静液压无级变速装置45。
例如,设于传动轴28的离合器84可以使用单向离合器来实现。就是说,在该离合器84是单向离合器的情况下,在无级变速装置24的输出轴24b以前进时的旋转方向旋转的情况下,该旋转被传递给静液压无级变速装置45的输入轴45a,在无级变速装置24的输出轴24b以与前进时的旋转方向相反的后退时的旋转方向旋转的情况下,该旋转不被传递给静液压无级变速装置45的输入轴45a。像这样,将离合器84的状态切换为将无级变速装置24的输出轴24b的前进驱动力传递给静液压无级变速装置45的输入轴45a的状态和不将无级变速装置24的输出轴24b的后退驱动力传递给静液压无级变速装置45的输入轴45a的状态中的任一种,由此实现动力调节机构的功能。
[第一和第二实施方式的其他实施方式]
(1)在第一和第二实施方式中,水田作业机是在农田(水田)中进行插植作业的乘坐型插秧机,但水田作业机也可以是乘坐型直播机。
此外,对具备沿机体11的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的秧苗供给至农田面的秧苗插植装置5来作为作业装置的例子进行了说明,但作业装置也可以是其他装置。
例如,作业装置也可以是沿机体11的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的种子点播至农田面的播种装置。
(2)在变速箱20中,也可以在变速箱20的右横侧部设置无级变速装置24并在变速箱20的左横侧部设置静液压无级变速装置45。
(3)也可以设置齿轮变速型的具备多级变速位置的变速装置(未图示)来代替无级变速装置24。也可以设置带式无级型无级变速装置45来代替静液压无级变速装置45。
(4)也可以配置为:将传动轴28、29、47、48、49等沿前后方向而不是左右方向配置于变速箱20的内部。
也可以将电动马达(未图示)用作动力部来代替发动机23。
(5)在第一和第二实施方式中,以使用对液压泵80所具有的泵斜板81的倾斜角度进行调节的致动器67来实现动力调节机构为例进行了说明,但也可以通过其他装置来实现动力调节机构的功能。
例如,动力调节机构具备调节静液压无级变速装置45的液压泵所具有的泵斜板的倾斜角度的致动器和调节液压马达所具有的马达斜板的倾斜角度的致动器中的至少任一方即可。
就是说,可以设置调节马达斜板83的倾斜角度的致动器并通过该致动器来实现动力调节机构。或者,也可以除了设置调节静液压无级变速装置45的泵斜板81的倾斜角度的致动器67,还设置调节马达斜板83的倾斜角度的致动器,通过这两个致动器来实现动力调节机构。
(6)在第二实施方式中,例示出了离合器84是单向离合器的情况,但离合器84也可以是能对传递动力的状态和不传递动力的状态进行切换的其他结构的离合器。可以采用例如摩擦离合器、爪形离合器等作为离合器84。在该情况下,如下设置即可:在由变速杠杆30发出前进指令(变速指令)时,控制装置63根据该前进指令而使离合器84运转为传动状态,以便将无级变速装置24的输出轴24b的前进驱动力传递给静液压无级变速装置45,在由变速杠杆30发出后退指令(变速指令)时,控制装置63根据该后退指令而使离合器84运转为切断状态,以便不将无级变速装置24的输出轴24b的后退驱动力传递给静液压无级变速装置45。
[第三实施方式]
以下,参照图7至图11,对第三实施方式进行说明。在本实施方式中,乘坐型插秧机也是水田作业机的一个例子。
前后方向和左右方向只要没有特别说明则记载如下。行驶机体111(相当于机体)的行驶时的前进侧的行进方向为“前”,后退侧的行进方向为“后”。以前后方向下的朝前姿势为基准,相当于右侧的方向为“右”,相当于左侧的方向为“左”。即,图7和图8中用符号(F)表示的方向为机体前侧,图7和图8中用符号(B)表示的方向为机体后侧。图8中用符号(L)表示的方向为机体左侧,图8中用符号(R)表示的方向为机体右侧。
(乘坐型插秧机的整体结构)
如图7和图8所示,乘坐型插秧机在具备左右的前轮101(相当于行驶用的车轮)、左右的后轮102(相当于行驶用的车轮)的行驶机体111的后部具备连杆机构103和对连杆机构103进行升降驱动的液压缸104,在连杆机构103的后部支承有秧苗插植装置105(相当于作业装置)。
秧苗插植装置105具备:在左右方向上隔开规定间隔地配置的插植传动箱106、自由旋转地支承于插植传动箱106的后部的左右侧部的旋转箱107、配备于旋转箱107的两端的一对插植臂108、浮板109以及载秧台110等。
在秧苗插植装置105的左右的横侧部具备左右的划印器112。划印器112可以自由变更为与农田面G相接的作用姿势(参照图7)和向上方远离农田面G的收纳姿势,旋转体112a自由旋转地支承于划印器112的顶端部。在划印器112的作用姿势下,划印器112的旋转体112a与农田面G相接,随着行驶机体111的行驶,划印器112的旋转体112a一边旋转一边在农田面G上形成印记。
(驾驶部附近的结构)
如图7和图8所示,在行驶机体111具备驾驶座椅113和对前轮101进行转向操作的方向盘114。
在行驶机体111的前部的右部和左部具备左右的纵向支承框架116,在纵向支承框架116支承有预备苗载置台115。以跨左右的纵向支承框架116的上部的方式连结有横向支承框架117。
在横向支承框架117,在俯视时位于行驶机体111的左右中央CL的部分装配有位置计测装置118。在位置计测装置118具备通过卫星定位系统来获取位置信息的接收装置(未图示)和检测行驶机体111的倾斜(俯仰角、侧倾角)的惯性计测装置(未图示),位置计测装置118输出表示行驶机体111的位置的定位数据。
在支承左右的后轮102的后车轴箱122,在俯视时位于行驶机体111的左右中央CL的部分装配有计测惯性信息的惯性计测装置119。惯性计测装置119和位置计测装置118的惯性计测由IMU(Inertial Measurement Unit)构成。
前述的卫星定位系统(GNSS:Global Navigation Satellite System)中,作为代表举例出GPS(Global Positioning System)。GPS使用环绕地球的上空的多个GPS卫星、进行GPS卫星的跟踪和管制的管制局、进行定位的对象(行驶机体111)所具备的接收装置,对位置计测装置118的接收装置的位置进行计测。
惯性计测装置119具备能检测行驶机体111的偏转角度的角速度的陀螺仪传感器(未图示)和检测相互正交的三轴方向的加速度的加速度传感器(未图示)。由惯性计测装置119计测的惯性信息中包括由陀螺仪传感器检测的方位变化信息和由加速度传感器检测的位置变化信息。由此,通过位置计测装置118和惯性计测装置119检测行驶机体111的位置和行驶机体111的方位。
(变速箱附近的结构)
在行驶机体111的前部支承有变速箱120,在连结于变速箱120的左右横侧部的前车轴箱121支承有左右的前轮101。在行驶机体111的后部支承有后车轴箱122,在后车轴箱122支承有左右的后轮102。
在变速箱120的前部支承有发动机123(相当于动力部)。在变速箱120的左横侧部连结有包括静液压式的无级变速装置的第一变速装置124,发动机123的动力经由传动带125传递给第一变速装置124的输入轴124a。
第一变速装置124配置为向中立位置、前进侧以及后退侧无级自由变速,通过配备于方向盘114的左横侧的主变速杠杆130(相当于变速操作件)来操作第一变速装置124。进一步加以说明,如图9所示,第一变速装置124由将轴向柱塞(Axial plunger)型的液压泵124P和轴向柱塞型的液压马达124M一体地收纳于壳体124C中的公知结构的静液压式的无级变速装置构成。
如图11所示,主变速杠杆130和用于对液压泵124P的斜板操作用的耳轴124c进行操作的变速臂124d通过联接机构130R联动联接。通过操作主变速杠杆130来变更液压泵124P的斜板的倾斜,能对旋转动力进行无级变速。
如图11所示,主变速杠杆130能向前后方向摆动操作,在前后中间部的中立位置N的前侧设有前进操作区域,在中立位置N的后侧设有后退操作区域。越使主变速杠杆130在前进操作区域从中立位置N向前侧摆动,前进行驶速度越快。越使主变速杠杆130在后退操作区域从中立位置N向后侧摆动,后退行驶速度越快。前进操作区域和后退操作区域在左右方向上错开,主变速杠杆130能在中立位置N处在左右方向上错开前进侧中立位置和后退侧中立位置的位置。因此,无法从前进操作区域直接摆动操作到后退操作区域。
(面向前轮和后轮的行驶传动系统的结构)
如图9所示,在变速箱120的右横侧部连结有液压泵126,液压泵126向液压缸104等供给工作油。第一变速装置124的输入轴124a进入变速箱120,以跨液压泵126的输入轴126a和第一变速装置124的输入轴124a的方式连结有传动轴127。
在变速箱120的内部,沿左右方向支承有传动轴128(相当于分支部)和传动轴129,第一变速装置124的输出轴124b连结于传动轴128的端部。在变速箱120的内部,以跨传动轴128、129的方式具备齿轮变速型的副变速装置131。
副变速装置131具备:连结于传动轴128的低速齿轮132和高速齿轮133、通过花键构造与传动轴129一体旋转并以自由滑动的方式外嵌的变速齿轮134。能通过配备于驾驶座椅113附近的副变速杠杆(未图示)来对变速齿轮134进行滑动操作。
在副变速装置131中,如果使变速齿轮134与低速齿轮132咬合,则传动轴128的动力以低速状态传递给传动轴129,如果使变速齿轮134与高速齿轮133咬合,则传动轴128的动力以高速状态传递给传动轴129。
在水田中进行插植作业的情况下,将副变速装置131操作为低速状态,在路上等高速行驶的情况下,将副变速装置131操作为高速状态。
以跨变速箱120和前车轴箱121的方式支承有向左右的前轮101传递动力的左右的前车轴135,在左右的前车轴135之间具备前轮差速装置136。连结于传动轴129的传动齿轮137与连结于前轮差速装置136的箱136a的传动齿轮138咬合。
在变速箱120的后部,沿前后方向支承有输出轴139,连结于前轮差速装置136的箱136a的锥齿轮140与形成于输出轴139的前部的锥齿轮139a咬合。
如图7所示,在输出轴139的后部经由万向接头(未图示)连结有传动轴141,传动轴141的后部经由万向接头(未图示)连结于后车轴箱122的输入轴(未图示)。
根据以上的结构,用第一变速装置124变速后的动力从第一变速装置124的输出轴124b经由传动轴128、副变速装置131、传动轴129、传动齿轮137/138、前轮差速装置136以及前车轴135传递给左右的前轮101。
传递给前轮差速装置136的动力经由锥齿轮140、输出轴139、传动轴141以及后车轴箱122的内部的传动轴(未图示),传递给左右后轮102。
在输出轴139外嵌有多盘式制动器142,能通过对图8所示的制动踏板143进行踩踏操作来将制动器142操作为制动状态。由制动器142对输出轴139施加制动,由此能对前轮101和后轮102施加制动。
差速锁定构件144通过键式结构与左前车轴135一体旋转并以自由滑动的方式外嵌。通过对配备于驾驶座椅113的下侧的差速锁定踏板(未图示)进行踩踏操作来对差速锁定构件144进行滑动操作而使其与前轮差速装置136的箱136a咬合,由此能将前轮差速装置136操作为差速锁定状态。
根据以上的结构,实现以下状态:第一变速装置124的动力通过传动轴128被并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,行驶传动系统的动力经由副变速装置131传递给前轮101和后轮102(行驶用的车轮)。因此,传动轴128构成分支部。
(面向秧苗插植装置的作业传动系统的结构)
如图10所示,在变速箱120的右横侧部连结有包括静液压型的无级变速装置的第二变速装置145。第二变速装置145与第一变速装置124同样由将轴向柱塞型的液压泵145P和轴向柱塞型的液压马达145M一体地收纳于壳体145C中的公知结构的静液压式的无级变速装置构成。通过变更液压泵145P所具备的斜板(未图示)的倾斜,能对旋转动力进行无级变速。
第二变速装置145的输入轴145a与传动轴128连结。第二变速装置145的输入轴145a向与变速箱120相反的一侧突出,向第二变速装置145输送冷却风的排热用的风扇146与第二变速装置145的输入轴145a的突出部连结。就是说,以与液压泵145P一体旋转的状态配备风扇146。
在第二变速装置145的输出轴145b连结有传动轴147。在变速箱120的内部,沿左右方向支承有传动轴148、149,以与传动轴147同心状地相对自由旋转的方式支承有传动轴149的端部。
具备两组齿轮的传动齿轮150自由旋转地外嵌于传动轴148的外侧。形成于传动轴147的传动齿轮147a与传动齿轮150的大径齿轮部分咬合,连结于传动轴149的传动齿轮151与传动齿轮150的小径齿轮部分咬合。
在变速箱120的内部,以跨传动轴148、149的方式具备齿轮变速型的不等速变速装置152,在传动轴148连结有锥齿轮153。在变速箱120的后部沿前后方向支承有输出轴154,锥齿轮155经由插植离合器156外嵌于输出轴154的前部,锥齿轮153、155咬合。
如图7所示,在输出轴154的后部经由万向接头(未图示)连结有传动轴157,传动轴157的后部经由万向接头(未图示)连结于秧苗插植装置105的输入轴(未图示)。
根据以上的结构,用第一变速装置124变速后的动力从第一变速装置124的输出轴124b经由传动轴128和第二变速装置145的输入轴145a传递给第二变速装置145。
用第二变速装置145变速后的动力从第二变速装置145的输出轴145b经由传动轴147(传动齿轮147a)、传动齿轮150/151、传动轴149、不等速变速装置152、传动轴148、锥齿轮153/155、插植离合器156、输出轴154以及传动轴157传递给秧苗插植装置105。
当将插植离合器156操作为传动状态时,秧苗插植装置105被传递动力,秧苗插植装置105工作。
如图11所示,当秧苗插植装置105工作时,随着载秧台110被向左右往复横向进给驱动,旋转箱107被向图11的逆时针方向旋转驱动,两组插植臂108从载秧台110的下部交替取出苗A(相当于农用物资)并插植于农田面G。由此,沿行驶机体111的行驶方向F1以事先设定的设定株距L1(相当于供给间隔)将苗A间歇地插植到农田面G。
当将插植离合器156操作为切断状态时,向秧苗插植装置105的动力被切断,秧苗插植装置105停止,载秧台110和旋转箱107停止。
根据以上的结构,实现以下状态:第一变速装置124(变速装置)的动力被并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,作业传动系统的动力经由第二变速装置145和不等速变速装置152传递给秧苗插植装置105(作业装置)。
(不等速变速装置的结构)
如图10所示,不等速变速装置152具备:连结于传动轴149的等速齿轮158和三个不等速齿轮159、以相对自由旋转的方式外嵌于传动轴148的等速齿轮160和三个不等速齿轮161,等速齿轮158、160咬合,三个不等速齿轮159、161相互咬合。
键状的变速构件162自由滑动地支承于传动轴148的内部,对变速构件162进行滑动操作而使其与等速齿轮160和三个不等速齿轮161中的一个卡合,由此能将使变速构件162卡合的等速齿轮160和三个不等速齿轮161中的任一个与传动轴148呈连结状态。
等速齿轮158、160为圆形齿轮且同径。由此,当使变速构件162与等速齿轮160卡合时,传动轴149旋转一周的动力在角速度为等速的状态下作为旋转一周的动力传递给传动轴148。
不等速齿轮159、161为椭圆齿轮、偏心齿轮或非圆形齿轮。由此,当使变速构件162与不等速齿轮161中的一个卡合时,传动轴149旋转一周的动力作为旋转一周的动力传递给传动轴148,但旋转一周期间角速度会高低变化。
在不等速齿轮159、161为偏心齿轮的情况下,在一个偏心齿轮中设定多个齿轮齿的变位,设定为变位根据齿轮齿而不同。由此,能减少不等速齿轮159、161的齿隙的偏差,由不等速齿轮159、161进行的动力的传递会变得顺畅。
(对无级变速装置进行操作的控制系统的结构)
如图11所示,在行驶机体111具备控制装置163。对设定株距L1进行设定的设定部164配备于驾驶座椅113或方向盘114的附近,设定部164的操作信号被输入控制装置163。
设定部164是供操作者人为操作的操作杆型设定部,操作者能在最大间隔L11与最小间隔L12之间无级任意设定(选择)设定株距L1。
如图10所示,齿轮齿状的旋转体149a以一体旋转的方式连结于传动轴149。拾取传感器(pickup sensor)型的作业转速检测部165配备于旋转体149a,作业转速检测部165的检测值被输入控制装置163。
由此,在第二变速装置145的下游侧且在不等速变速装置152的上游侧,第二变速装置145与不等速变速装置152之间的传动系统(传动轴149)的转速以来自第二变速装置145的动力的转速的形式由作业转速检测部165检测出并输入至控制装置163。
如图10所示,齿轮齿状的旋转体128a以与传动轴128一体旋转的方式连结于传动轴128。拾取传感器型的行驶转速检测部166配备于传动轴128的旋转体128a,行驶转速检测部166的检测值被输入控制装置163。
由此,呈以下状态:在副变速装置131的上游侧具备对行驶传动系统和作业传动系统的分支部(传动轴128)与副变速装置131之间的传动系统的转速进行检测的行驶转速检测部166。
如图11所示,具备变更第二变速装置145的液压泵145P的斜板(未图示)的角度来操作第二变速装置145的驱动机构167,从控制装置163向驱动机构167输出操作信号。在第二变速装置145具备用于操作斜板操作用的耳轴145c的变速臂145d。驱动机构167具备:带减速器的电动马达167A、被电动马达167A摆动操作的驱动臂167B以及将该驱动臂167B与变速臂145d枢支连结的杆167C。通过摆动驱动臂167B,变速臂145d被杆167C推拉而摆动,被变速操作。需要说明的是,虽然图中未示出,但设有检测驱动臂167B的摆动操作位置的电位计式的检测传感器,检测传感器的检测值被输入控制装置163。
控制装置163以软件的形式具备打滑率检测部168、控制部169、计时器170、第一行驶距离检测部171、第二行驶距离检测部172以及供给间隔检测部173。
(前轮和后轮的打滑率检测)
在水田中进行插植作业的情况下,前轮101和后轮102会发生打滑,因此通过打滑率检测部168如以下说明的那样检测前轮101和后轮102的打滑率。
在该情况下,前轮101和后轮102发生了打滑的状态是指前轮101和后轮102空转的状态,是即使前轮101和后轮102旋转,行驶机体111也不前进的状态。
在插植作业中,由计时器170检测某个第一时间点、从第一时间点起经过设定时间的接下来的第二时间点。
从第一时间点到第二时间点,由第一行驶距离检测部171基于由位置计测装置118和惯性计测装置119实施的行驶机体111的位置和行驶机体111的方位的检测来检测行驶机体111的实际行驶距离。在该情况下,第一行驶距离检测部171的检测值中包括前轮101和后轮102的打滑。
从第一时间点到第二时间点,由第二行驶距离检测部172根据前轮101和后轮102的外径、行驶转速检测部166的检测值(前轮101和后轮102的转速)来检测(运算)行驶机体111的行驶距离。在该情况下,第二行驶距离检测部172的检测值中不包括前轮101和后轮102的打滑。
通过打滑率检测部168来对第一行驶距离检测部171的检测值和第二行驶距离检测部172的检测值进行比较。
当前轮101和后轮102发生打滑时,第一行驶距离检测部171的检测值会比第二行驶距离检测部172的检测值小,第一行驶距离检测部171和第二行驶距离检测部172的检测值之差越大,能判断为前轮101和后轮102的打滑发生得越频繁。
由此,由打滑率检测部168基于第一行驶距离检测部171的检测值和第二行驶距离检测部172的检测值来检测前轮101和后轮102的打滑率。
当检测到从第一时间点到第二时间点的前轮101和后轮102的打滑率时,检测从第二时间点起到经过设定时间的接下来的第三时间点为止的前轮101和后轮102的打滑率,前轮101和后轮102的打滑率的检测被连续反复地进行。
(插植作业开始时的株距设定)
在水田中进行插植作业的情况下,进行如下所述的操作。
在插植作业开始时,操作者通过设定部164来设定(选择)设定株距L1。当在由设定部164设定好株距L1的状态下开始插植作业时,由控制部169与设定株距L1对应地向驱动机构167输出操作信号,由驱动机构167操作第二变速装置145。此时,基于检测传感器的检测值来控制驱动臂的位置。
在该阶段,不考虑前轮101和后轮102的打滑,因此唯一地确定第二变速装置145的变速位置,第二变速装置145被操作至与设定株距L1对应的变速位置。
在第二变速装置145中有时工作油会发生泄漏,因此有时第二变速装置145的输出轴145b的转速会比与设定株距L1对应的变速位置的转速稍低,与此相应地实际株距Lx(相当于供给间隔)会比设定株距L1稍大。
在该情况下,基于作业转速检测部165的检测值(第二变速装置145的输出轴145b的转速),在将第二变速装置145操作至与设定株距L1对应的变速位置的状态下,由驱动机构167进行微调节以使第二变速装置145的输出轴145b的转速为与设定株距L1对应的转速。
(插植作业中基于前轮和后轮的打滑率的检测的株距调节)
如上所述,在将第二变速装置145操作至与设定株距L1对应的变速位置的状态下,随着插植作业的进行,通过打滑率检测部168来检测前轮101和后轮102的打滑率,如以下说明的那样自动操作第二变速装置145以使实际株距Lx为设定株距L1。
由供给间隔检测部173基于作业转速检测部165的检测值(第二变速装置145的输出轴145b的转速)和行驶转速检测部166的检测值(前轮101和后轮102的转速)来检测实际株距Lx。
具体而言,运算相当于前轮101和后轮102的打滑率的长度,从设定株距L1减去相当于前轮101和后轮102的打滑的长度,检测出实际株距Lx。
从控制部169向驱动机构167输出操作信号,由驱动机构167对第二变速装置145进行操作,以使由供给间隔检测部173检测到的实时株距Lx为设定株距L1。
(基于设定株距的不等速变速装置的操作)
在由设定部164设定的设定株距L1不是特别大且不是特别小的情况下,操作者对不等速变速装置152中被传递等速齿轮158、160的动力的状态进行设定即可。
在由设定部164设定的设定株距L1被设定得特别大或设定得特别小的情况下,操作者在不等速变速装置152中对变速构件进行滑动操作,选择不等速齿轮159、161之中适于由设定部164设定的设定株距L1的不等速齿轮159、161即可(与传动轴148呈连结状态即可)。
在由设定部164设定的设定株距L1被设定得特别大的情况下,如果使用等速齿轮158、160,在插植臂108从载秧台110取出秧苗A到插植臂108将秧苗A向农田面G插植的区域,旋转箱107的旋转速度过低。因此,如果选择适于设定株距L1的不等速齿轮159、161,则在前述的区域中能通过不等速变速装置152稍微提高旋转箱107的旋转速度,能将秧苗A适当地插植于农田面G。
在由设定部164设定的设定株距L1被设定得特别小的情况下,在插植臂108从载秧台110取出秧苗A到插植臂108将秧苗A向农田面G插植的区中,旋转箱107的旋转速度过高。因此,如果选择适于设定株距L1的不等速齿轮159、161,则在前述的区域中能通过不等速变速装置152稍微降低旋转箱107的旋转速度,能将秧苗A适当地插植于农田面G。
(对第二变速装置进行牵制的结构)
在第二变速装置145具备牵制机构K,该牵制机构K允许作业传动系统的动力中的正转动力向秧苗插植装置105传递并且牵制反转动力向秧苗插植装置105传递。
具体而言,牵制机构K由抵接构件174构成,该抵接构件174对操作第二变速装置145中的耳轴145c的变速臂145d被操作至反转操作区域的情况进行抵接牵制。即,如图11所示,变速臂145d在从中立位置向规定方向(图11的右方向)摆动时被切换到正转操作区域。变速臂145d在从中立位置向与规定方向相反的方向(图11的左方向)摆动时被切换到反转操作区域。能以如下的方式进行变速:第二变速装置145的变速臂145d切换到正转操作区域,摆动角越大则正转动力的速度越快,第二变速装置145的变速臂145d切换到反转操作区域,摆动角越大则反转动力的速度越快。
但是,采用了以下结构:在变速臂145d从中立位置摆动至反转操作区域的部位具备抵接构件174,通过该抵接构件174,机械地抵接来牵制变速臂145d向反转操作区域移动。因此,只有正转动力会从第二变速装置145传递给秧苗插植装置105,不会传递反转动力。
此外,控制装置163配置为:在主变速杠杆130被操作至后退行驶侧时,控制驱动机构167以将第二变速装置145切换为中立状态。
如图11所示,在主变速杠杆130的摆动支点位置设有包括检测主变速杠杆130的摆动操作位置的电位计的杠杆位置传感器175。该杠杆位置传感器175的检测结果被输入控制装置163。
控制装置163在根据杠杆位置传感器175的检测值而检测到主变速杠杆130被操作到中立位置时,使驱动机构167工作以使第二变速装置145切换为中立状态。主变速杠杆130的中立位置N可以是前进操作区域的最低速位置N1、后退操作式的最低速位置N2或者两者的中间位置中的任一个。在将主变速杠杆130从被操作到前进操作区域的状态向后退行驶侧操作从而切换为中立位置N时,会将第二变速装置145切换为中立状态。
[第三实施方式的其他实施方式]
(1)在上述实施方式中,示出了牵制机构K由对变速臂145d被操作至反转操作区域的情况进行抵接牵制的抵接构件174构成的结构,但也可以采用抵接作用于经由变速臂145d和杆167c联动连结的驱动臂167B来对驱动臂167B被操作至反转操作区域的情况进行牵制的结构来代替该结构。此外,作为牵制机构K,不限于抵接于变速臂145d、驱动臂167B来进行限制的结构,也可以是以下的结构。例如,也可以是在第二变速装置145的输出部具备单向旋转限制机构的结构,该单向旋转限制机构在输出用旋转体向正转方向旋转时将该旋转动力传递给传动下游侧,在输出用旋转体向反转方向旋转时空转从而使该动力不传递给传动下游侧。
(2)在上述实施方式中,作为主变速杠杆130被操作至后退行驶侧的一个例子,采用当主变速杠杆130被操作至中立位置N时将第二变速装置145切换控制为中立状态的结构,但也可以采用当主变速杠杆130被操作为后退操作式时将第二变速装置145切换控制为中立状态的结构来代替该结构。
(3)在上述实施方式中,采用作业装置(秧苗插植装置105)沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将农用物资(苗)间歇地供给至农田面的结构,也可以采用作业装置沿机体的行驶方向将农用物资连续地供给至农田面的结构来代替该结构。在像这样连续地供给农用物资的情况下,能通过第二变速装置145的变速来对被连续供给时的农用物资的每单位时间的供给量进行变更调整。
(4)在上述实施方式中,采用在行驶机体的后部仅具备作为作业装置的秧苗插植装置105的结构,但也可以代替该结构采用另外设置施肥装置来向通过秧苗插植装置105插植了秧苗的农田面供给肥料的结构。而且,在像这样配备施肥装置时,需要以与秧苗插植装置并列的状态供给施肥装置用的动力。因此,也可以采用在变速箱120的内部具备施肥装置驱动用的传递机构的结构。
(5)在上述实施方式中,示出了应用于具备秧苗插植装置105来作为作业装置的乘坐型插秧机的例子,但本发明能应用于具备沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的种子点播至农田面的播种装置来作为作业装置的水田作业机(乘坐型直播机)。在像这样应用于乘坐型直播机的情况下,能通过第二变速装置的变速操作来变更向农田面点播种子时的沿行驶方向的间隔。
(6)在上述实施方式中,示出了作为农用物资供给秧苗或种子的例子,但也可以采用将除此之外的肥料、药剂等作为农用物资供给至农田面的结构。
附图标记说明
[第一和第二实施方式]
1:前轮(行驶用的车轮);
2:后轮(行驶用的车轮);
5:秧苗插植装置(作业装置);
11:机体;
23:发动机(动力部);
24:无级变速装置(变速装置);
24b:输出轴(变速装置的输出轴);
45:静液压无级变速装置(无级变速装置);
45a:输入轴(无级变速装置的输入轴);
67:致动器(动力调节机构);
80:液压泵;
81:泵斜板;
82:液压马达;
83:马达斜板;
84:离合器(动力调节机构);
D:分支部。
[第三实施方式]
101:前轮(行驶用的车轮);
102:后轮(行驶用的车轮);
105:秧苗插植装置(作业装置);
111:行驶机体(机体);
123:发动机(动力部);
124:第一变速装置;
128:传动轴(分支部);
130:变速操作件;
145:第二变速装置;
145c:耳轴;
145d:变速臂;
163:控制装置;
174:抵接构件;
K:牵制机构。

Claims (14)

1.一种水田作业机,其特征在于,具备:
变速装置,被传递动力部的动力;以及
作业装置,沿机体的行驶方向以事先设定的供给量将农用物资供给至农田面,
从所述变速装置输出的动力通过分支部并列地分支给行驶传动系统和作业传动系统,所述行驶传动系统的动力被传递给行驶用的车轮,所述作业传动系统的动力经由无级变速装置被传递给所述作业装置,
在比所述分支部靠所述作业传动系统侧设有能调节从所述变速装置向所述作业传动系统传递的动力的动力调节机构,
通过所述动力调节机构的动作,在从所述变速装置输出的动力是对所述行驶用的车轮进行前进驱动的前进动力的情况下将该前进动力传递给所述作业装置,在从所述变速装置输出的动力是对所述行驶用的车轮进行后退驱动的后退动力的情况下不将该后退动力传递给所述作业装置。
2.根据权利要求1所述的水田作业机,其特征在于,
所述无级变速装置是具备液压泵和液压马达的静液压无级变速装置,
所述动力调节机构具备调节所述液压泵所具有的泵斜板的倾斜角度的致动器和调节所述液压马达所具有的马达斜板的倾斜角度的致动器中的至少任一方。
3.根据权利要求1所述的水田作业机,其特征在于,
所述动力调节机构具备离合器,所述离合器设于比所述分支部靠下游且比所述无级变速装置靠上游处并被配置为:将使所述行驶用的车轮前进旋转的情况下的所述变速装置的输出轴的前进驱动力传递给所述无级变速装置,不将使所述行驶用的车轮后退旋转的情况下的所述变速装置的输出轴的后退驱动力传递给所述无级变速装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水田作业机,其特征在于,
所述变速装置的输出轴和所述无级变速装置的输入轴配置为同轴。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的水田作业机,其特征在于,
在所述变速装置的输出轴的中途设有所述分支部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的水田作业机,其特征在于,
所述作业装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将农用物资间歇地供给至农田面。
7.根据权利要求6所述的水田作业机,其特征在于,
具备播种装置来作为所述作业装置,所述播种装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的种子点播至农田面。
8.根据权利要求6所述的水田作业机,其特征在于,
具备秧苗插植装置来作为所述作业装置,所述秧苗插植装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的苗供给至农田面。
9.一种水田作业机,其特征在于,具备:
第一变速装置,被传递动力部的动力;
作业装置,沿机体的行驶方向以事先设定的供给量将农用物资供给至农田面;
分支部,将所述第一变速装置的动力分支给行驶传动系统和作业传动系统;
行驶用的车轮,被传递所述行驶传动系统的动力;以及
第二变速装置,将所述作业传动系统的动力变速后传递给所述作业装置,
在所述第二变速装置具备牵制机构,所述牵制机构允许所述作业传动系统的动力中的正转动力向所述作业装置传递并且牵制反转动力向所述作业装置传递。
10.根据权利要求9所述的水田作业机,其特征在于,
所述第二变速装置由静液压无级变速装置构成,
所述牵制机构由抵接构件构成,所述抵接构件对操作所述静液压无级变速装置中的耳轴的变速臂被操作至反转操作区域的情况进行抵接牵制。
11.根据权利要求9或10所述的水田作业机,其特征在于,具备:
变速操作件,对所述第一变速装置的变速状态进行变更操作;以及
控制装置,当所述变速操作件被操作至后退行驶侧时,将所述第二变速装置切换为中立状态。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的水田作业机,其特征在于,
所述作业装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将农用物资间歇地供给至农田面。
13.根据权利要求12所述的水田作业机,其特征在于,
具备秧苗插植装置来作为所述作业装置,所述秧苗插植装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的秧苗供给至农田面。
14.根据权利要求12所述的水田作业机,其特征在于,
具备播种装置来作为所述作业装置,所述播种装置沿机体的行驶方向以事先设定的供给间隔将作为农用物资的种子点播至农田面。
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