JP2607105B2 - 歩行型作業機の姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、田植機、播種機、施肥機等の歩行型作業機
の姿勢制御装置に関するものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする問題点］ 一般に、この種歩行型の作業機においては、耕盤を走
行する走行車輪を機体本体に対して独立懸架的に上下昇
降させることによつて機体の左右姿勢が圃場面に対して
略水平状に成るよう制御している。ところでこの様なも
のにおいて、上記機体の水平制御は作業走行する場合等
においては必要であるが、路上走行をする場合や畦越え
走行をする場合等においてはこれを解除して左右走行車
輪を機体に対して水平状になるよう制御することが好ま
しく、そこで従来は、専用の切換え操作手段を設けてこ
れら制御の切換えを行うようになつており、この結果、
構造が複雑になる許りでなく操作性に劣る等の欠点が有
り問題になつている。

［問題を解決する手段］ 本発明は、上記の如き実情に鑑み、これらの欠点を一
掃することができる歩行型作業機の姿勢制御装置を提供
することを目的として創案されたものであつて、左右走
行車輪の昇降動により機体の左右姿勢制御を行う姿勢制
御部を設けてなる歩行型作業機において、前記姿勢制御
部を、圃場作業状態か路上走行状態かの切換えセツトを
する走行状態切換え手段と、作業中であるか作業中断か
等の必要な作業状態の切換えセツトをする作業状態切換
え手段とに連繋する一方、姿勢制御部には、機体の左右
姿勢が水平状となるよう制御する機体水平制御手段と、
左右走行車輪が機体に対して平行状となるよう制御する
車輪平行制御手段と、上記走行状態切換え手段が路上走
行状態にセツトされている場合には車輪平行制御手段に
よる制御を、走行状態切換え手段が圃場作業状態にセツ
トされている場合には、作業状態切換え手段のセツト位
置に応じて機体水平制御手段による制御か車輪平行制御
手段による制御かの判別をする制御判別手段とを設けた
ことを特徴とするものである。

そして本発明は、この構成によつて、機体水平制御と
車輪平行制御とを、走行状態および作業状態の切換えを
する操作具のセツト位置に応じて自動的に選択して適切
な機体姿勢の制御を自動的に行うようにしたものであ
る。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図面において、１はセルモータ付きの歩行型田植機の機
体本体であつて、該機体本体１には、前部にエンジン
２、バツテリ３等の部材が、また後部に苗載台４、植付
け爪５、運転ハンドル６等の部材が組付けられ、さらに
フロート７、左右の走行車輪８等の部材が設けられてい
ることは何れも従来通りである。

９は油圧バルブ13からの後述する制御された圧油供給
により前後方向に伸縮する昇降制御用シリンダであつ
て、該昇降制御用シリンダ９のシリンダロツドには、左
右両端部が前記走行車輪８にそれぞれ連結された天秤腕
10が枢支されている。11は機体本体に前後方向に設けた
ガイド12に案内されて前後移動する左右姿勢制御用シリ
ンダであつて、該左右姿勢制御用シリンダ11は、油圧バ
ルブ14からの制御された圧油供給によりシリンダ筒11a
が左右方向に移動するが、このシリンダ筒11aには天秤
腕10から延びるアーム10aが連繋され、そしてシリンダ
筒11aの左右移動によつて天秤腕10が左右揺動し、これ
によつて左右の走行車輪８は背反的な上下動を行い、ま
た主シリンダ９の伸縮作動によつて左右の走行車輪８は
同時の上下動を行う（これによつて機体が昇降する）よ
うになつている。さらにエンジン２の左右両側にはバラ
ンスウエイト25が設けられているが、このバランスウエ
イト25は前後バランス調整用シリンダ26に設けられてお
り、該シリンダ26が油圧バルブ27の制御された油圧供給
によつて前後伸縮することでバランスウエイト25を前後
移動させて機体の前後バランス制御を行うようになつて
いる。

15はマイクロコンピユータを用いて構成される制御部
であつて、該制御部15には機体の左右姿勢の傾斜を検知
する左右傾斜検知センサ16、フロート７の上下揺動角を
検知するフロート角検知センサ17、天秤腕10が左右水平
状態（中立位置にあつて左右の走行車輪８が機体に対し
て同じ高さ、つまり平行になつている状態）から左右何
れの側に揺動変位しているかを検知する天秤腕検知セン
サ18、運転ハンドル部に取付けられ、作業者の手元荷重
を例えば歪ゲージ等のセンサ部材によつて検知する手元
荷重検知センサ24からなるセンサ類、並びに機体走行が
路上走行であるか植付け走行（作業走行）であるかを切
換えセツトする走行状態切換えスイツチ19、走行レバー
20をクラツチ入り切り操作範囲の間で操作した場合には
OFFであるが、固定（苗補給）位置に操作した場合にこ
れを検知してONとなる走行レバー固定位置検知スイツチ
21、植付けレバー22を植付けクラツチの入り切り操作範
囲の間で操作した場合にはOFFであるが固定位置とした
場合にONとなつて検知する植付けレバー固定位置検知ス
イツチ23、および植付けレバー22をさらに上昇位置に位
置した場合にONとなつて検知する植付けレバー上昇位置
検知スイツチ28からなるスイツチ類からの信号を入力す
るようになつている。そして制御部15は、これら入力し
た信号に基づいて前記油圧バルブ13、14、27に対して必
要な制御指令を出力してバルブ切換えをして必要なシリ
ンダ作動を行わしめるようになつている。

次にこれらの制御手順についてフローチヤート図を用
いて説明する。まず始動スイツチ（図示せず）をONにし
てシステムスタートし、必要なデータ読込みが成されて
初期設定される。そして制御のメインルーチンとしては
バランスウエイト制御、並びに機体姿勢制御が成される
ようになつている。さてこれら制御のうち、まず、手元
荷重制御のシステムについて第７図に示すフローチヤー
ト図に基づいて説明する。ここでは前記手元荷重検知セ
ンサ24の検知状態がどのようになつているか否か、つま
り予め好ましい手元荷重であるとして設定される基準設
定値Ａに対して荷重検知値Ｂが大きいか小さいかあるい
は等しいかの判断が成され、等しい（Ａ＝Ｂ）と判断さ
れた場合には機体の前後バランスが適切であるので油圧
バルブ27を中立状態としてバランスウエイト25を現状維
持状態とするが、また検知値Ｂが基準設定値Ａよりも大
きい（Ｂ＞Ａ）、つまり後側が重く機体が後バランス状
態となつていると判断される場合には、油圧バルブ27に
対し、バランス調整用シリンダ26を伸長せしめてバラン
スウエイト25を前側に移動させるべく制御指令が出さ
れ、逆に基準設定値Ａよりも小さい（Ｂ＜Ａ）と判断さ
れる場合にはバランスウエイト25を後側に移動させるべ
く制御指令が出され、これによつて機体の前後バランス
が略一定状態となるよう自動制御され、機体の走行安定
性の向上を計るようになつている。

また機体姿勢制御のシステムについては第８図から第
13図のフローチヤート図に基づいて説明する。まず第８
図において機体姿勢制御のルーチンでは、走行状態切換
えスイツチ19が作業走行位置（植付け走行位置）にセツ
トされているか否かが判断され、そしてセツトされてい
ない、つまり路上走行にセツトされているとしてNOの判
断が成された場合、まず第９図にそのフローチヤート図
が示される左右走行車輪の平行制御がなされ、そして天
秤腕10が中立姿勢となつて走行車輪８が機体に対して同
一高さ（平行姿勢）となるよう制御されるとともに、さ
らに必要において機体の昇降動を行うことができるよう
になつている。即ちこのシステムでは、さらに植付けレ
バー上昇位置検知スイツチ28がONであるか否かが判断さ
れ、ONであるとしてYESの判断が成された場合には、油
圧バルブ13を、昇降制御用シリンダ９が伸長する側に切
換え制御して、機体上昇を行うようになつている。また
前記検知スイツチ28がONでない、つまりOFFであるとし
てNOの判断が成された場合には、さらに植付けレバー固
定位置検知スイツチ23がONであるか否かが判断され、ON
であるとしてYESの判断が成された場合には油圧バルブ1
3を中立位置に制御して機体の昇降を停止し、またOFFで
あるとしてNOの判断が成された場合にはさらに走行レバ
ー固定位置検知スイツチ21がONであるか否かが判断さ
れ、ONであるとしてYESの判断が成された場合には第12
図に示す上げ半自動（機体の上昇は自動で下降が固定と
成る）制御が成され、これによつて路上走行切換え時に
おいて両レバー20、22による機体の昇降ができるように
なつている。

一方、前記走行状態切換えスイツチ19の判断で植付け
走行位置にセツトされているとしてYESの判断が成され
た場合には、走行レバー固定位置検知スイツチ21がONで
あるか否かの判断が成され、ONであるとしてYESの判断
が成されると第10図に示す左右傾斜自動制御が成され、
そしてさらに植付けレバー上昇位置検知スイツチ28がON
であるか否かの判断が成され、ONであるとしてYESの判
断が成されると、油圧バルブ13を、昇降制御用シリンダ
９が伸長する側に切換え制御して機体上昇をなすことと
なり、またONでないとしてNOの判断が成されると、さら
に植付けレバー固定位置検知スイツチ23がONであるか否
かの判断が成され、ONであるとしてYESの判断が成され
ると油圧バルブ13を中立状態に復帰して機体昇降が規制
された状態と成るが、OFFであるとしてNOの判断が成さ
れると、第11図で示す下げ半自動、つまり機体上昇が固
定されるが下降は自動と成る機体昇降制御が成されるよ
うになつている。

また上記走行レバー固定位置検知スイツチ21の判断で
OFFになつているとしてNOの判断が成された場合には、
植付けレバー上昇位置検知スイツチ28がONであるか否か
の判断が成され、ONであるとしてYESの判断が成される
と第９図に示す左右走行車輪の平行制御が成されると共
に、油圧バルブ13をシリンダ伸長側に切換えて機体の上
昇制御が成され、またONになつていないとしてNOの判断
が成されると、植付けレバー固定位置検知スイツチ23が
ONであるか否かの判断が成され、ONであるとしてYESの
判断が成されると、前述した左右走行車輪の平行制御と
上げ半自動制御が成されるが、OFFであるとしてNOの判
断が成される（両レバー20、22がクラツチ入り切り位置
の何れかにセツトされている）と、第10図に示される機
体水平制御と第13図に示される機体昇降自動制御とが成
されるようになつている。

因みに、それぞれサブルーチンとして引出された前述
の第９図から第13図までの制御システムについて説明す
るが、まず第９図の左右走行車輪の平行制御のシステム
は、路上走行セツト時では通常的に、また植付け走行セ
ツト時においては植付けレバー22が入り切り操作位置に
無いとき、つまり固定位置か上昇位置に有るときにセツ
トされるものであるが、これは天秤腕検知センサ18がど
のような検知状態であるかが判断され、そして該センサ
18が中立状態である、つまり天秤腕10が左右水平方向を
向いていて走行車輪８が機体に対して同じ高さ（平行）
になつている場合には油圧バルブ14を中立位置にセツト
して水平姿勢制御用シリンダ11の作動を規制してこの状
態に維持するが、右側走行車輪が左側のものに対して下
降している、つまり天秤腕10の右側が前方となるよう揺
動していると判断される場合には、油圧バルブ14に対
し、シリンダ筒11bが右側に移動して天秤腕10を中立状
態とするよう制御指令を出力して水平制御用シリンダ11
を作動させ、逆に天秤腕10の左側が前方と成るよう揺動
していると判断される場合には、油圧バルブ14に対して
逆のシリンダ作動を行うべく制御指令が出され、この様
にして左右走行車輪８が機体に対して平行状態となる車
輪平行制御が成されるようになつている。

また第10図の機体水平制御のシステムは、両レバー2
0、22が入り切り位置にあるとき、並びに走行レバー20
が固定位置に操作されたときにセツトするものである
が、これは左右傾斜検知センサ16がどの様な検知状態で
あるかの判断がされ、そして水平状態であると検知判断
された場合には油圧バルブ14は中立状態に維持される
が、機体が右下り状態に傾斜していると判断される場合
には、油圧バルブ14に対して、機体を右上がりさせる、
つまりシリンダ筒11bが右移動して右側走行車輪が下が
る方向に移動するよう制御指令が出され、また逆に機体
が左下り状態に傾斜していると判断される場合には機体
を左上がりさせるよう制御指令が出され、この様にして
機体は田面に対して左右略水平姿勢に維持されることと
成つて機体水平制御が成されるようになつている。

さらに第11図の下げ半自動制御のシステムは、走行レ
バー20が固定位置でかつ植付けレバー22が入り切りにあ
る場合にセツトされるものであつて、機体の下降のみ自
動で上昇が固定された半自動状態での制御であり、この
制御は例えば苗補給をする場合の如く植付け作業を一時
的に中断するときに好適な制御システムであるが、これ
はフロート角検知センサ17の検知値Ｃ（このセンサは、
フロート７が前下り状態と成るほど検知値Ｃが小さくな
るように設定されている）が、予め設定される基準設定
値Ｄに対して小さい（Ｃ＜Ｄ）、つまりフロート７が適
正姿勢に対して前下り状態になつていると判断される場
合に、油圧バルブ13に対してシリンダ縮小側の制御指令
を出して走行車輪を相対的に上昇させて機体の下降制御
を行うものである。

また逆に第12図の上げ半自動制御のシステムは、路上
走行、作業走行の何れの場合においても植付けレバー22
が固定位置にあつて走行レバー20が入り切り位置にある
場合にセツトされるものであり、機体の上昇のみ自動で
下降が固定された半自動状態での制御であり、この制御
は例えば前述した路上走行の他に、畦越え走行、枕地旋
回時等に好適な制御システムであるが、これはフロート
角検知センサ17の検知値Ｃが基準設定値Ｄに対して大き
い（Ｃ＞Ｄ）、つまりフロート７が適正姿勢に対して前
上がり状態になつていると判断される場合に、油圧バル
ブ13に対してシリンダ伸長側の制御指令を出して走行車
輪を相対的に下降させて機体の上昇制御を行うものであ
る。

最後に第13図に示す機体昇降自動制御のシステムは、
植付け作業状態となる両レバー20、22が共に入り切り位
置にある場合にセツトされるものであるが、このものは
フロート角検知センサ17の検知値Ｃが基準設定値Ｄに対
してどの様になつているか否かが判断され、そして検知
値Ｃが基準設定値Ｄと等しい、つまり適正な姿勢である
と判断される場合には、油圧バルブ13は中立状態となつ
て昇降制御用シリンダ９の伸縮作動は成されないが、耕
盤が深くなつて機体が沈み、フロート７が上動し前上が
り状態となつたとして検知値Ｃの方が大きい（Ｃ＞Ｄ）
と判断される場合には、油圧バルブ13に対してシリンダ
伸長側の制御指令が出され、これによつて機体を上昇さ
せ、逆に耕盤が浅くなつて機体が浮かび、フロート７が
下動し前下り状態になつたとして検知値Ｃの方が小さい
（Ｃ＜Ｄ）と判断される場合には、油圧バルブ13に対し
てシリンダ縮小側の制御指令が出され、これによつて機
体を下降させ、而して田面に対する機体高さを略一定に
維持制御するものである。

叙述の如く構成された本発明の実施例において、路上
走行する場合、走行状態切換えスイツチ17を路上位置に
セツトすれば良く、この様にセツトすることによつて、
左右走行車輪８の機体に対する姿勢は自動的に平行状態
に制御され、これによつて走行車輪８が同一高さとなつ
た安定姿勢での路上走行ができ、そしてこの安定姿勢で
の停止、格納ができることになる。

一方、植付け作業をする場合には、走行状態切換えス
イツチ17を植付け走行位置にセツトすれば良く、この様
にした場合には、今度は植付けレバー22、走行レバー20
のレバー位置セツトによつて必要な機体姿勢の制御がで
きることになる。つまり両レバー20、22を入り切り位置
にセツトして植付け作業をする状態では、機体水平制御
と機体昇降自動制御との両システムによつて機体姿勢が
田面に対して略一定と成るよう自動的に制御され、また
枕地旋回時等の際には走行レバー20はそのまま入り切り
位置で植付けレバー22を固定位置にセツトすることによ
り、左右走行車輪８が水平状態と成る左右走行車輪の平
行制御が自動的にセツトされると共に機体の自動上昇の
みができる上げ半自動制御状態と成り、従つて面倒な枕
地旋回等の作業を容易にしかも迅速に行うことができ
る。一方、苗補給等の一時的に植付け作業を中断するよ
うな場合には、植付けレバー22は入り切り位置のままで
走行レバー20を固定位置にセツトすることにより、機体
の左右姿勢が水平状と成る機体水平制御がセツトされる
と共に、機体の下降自動制御のみが成される制御状態と
成り、これによつて機体が傾斜したりあるいは機体が急
に上昇したりする不具合を無くして迅速かつ容易な苗補
給作業ができる。

この様に本発明では、機体姿勢の左右制御を、従来の
ようにレバー20、22のセツト位置の単純な組合せによつ
て、走行車輪が水平状態になるか機体を水平姿勢にする
かの切換え制御ができ、従つて従来必要だつた専用の切
換えレバーとこれに連繋するリンク機構等の部材が全く
不要となつて、著しい構造の簡略化が計れて機体の軽量
コンパクト化に大いに役立つと共に、操作性の向上が計
れることになる。

しかも実施例のように機体の左右傾斜検知を従来のよ
うに左右に配した感知フロートで行うことなく左右傾斜
検知センサ16によつて行うようにしたので、これら部材
も不要となつて一段と優れた構造の簡略化が計れること
になる。勿論、本発明では、左右の傾斜検知を従来のよ
うに左右に配した感知フロートによつて行うようにして
も良いものである。

またこのものは、機体の前後バランスの制御も、手元
荷重検知に基づいてバランスウエイト25を自動的に前後
に移動させることで行うようになつているので、走行性
に優れるとともに作業者に対する作業負担も大幅に軽減
できて、疲労軽減に大いに役立つことになる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものでないこと
勿論である。そして走行状態切換え手段を例えば前後進
切換えレバー29に設けるようにしても良い。また圃場中
の走行であつても異なる移動のような場合には路上走行
と同じ状態で走行することも有り、このような場合には
走行状態切換え手段は圃場走行位置ではなく路上走行位
置にセツトしておくことにより前述した安定走行ができ
ることとなり、従つてこの様な選択は固定的なものでな
く、作業者が必要において適宜成しうるものである。

［作用効果］ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成されたもので
あるから、路上走行すべく走行状態切換え手段を路上走
行状態にセツトした場合には、左右の走行車輪は機体に
対して平行状となるよう自動的に制御され、また圃場作
業状態にセツトした場合には、さらに作業状態切換え手
段のセツト位置に応じて、機体水平制御が成されるか車
輪平行制御が成されるかが選択的に判断されることと成
り、従つて従来のように作業走行時において、機体水平
制御と車輪平行制御との切換えを専用の切換え操作具を
用いて行う必要がなく、作業状態の切換えに必要な作業
状態切換え操作具の切換えに応じて自動的な制御切換え
が成されることとなる。この結果、専用の切換え操作具
が不要になつて構造の著しい簡略化が計れると共に、操
作性の向上が計れて、誤操作の発生が防止されて常に適
正な姿勢制御ができることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る歩行型作業機の姿勢制御装置の実
施例を示したものであつて、第１図は歩行型田植機の全
体側面図、第２図は天秤腕部の断面図、第３図は同上平
面図、第４図は機体の要部斜視図、第５図は制御機構の
ブロツク回路図、第６図から第13図は制御システムのフ
ローチヤート図、第14図は操作レバー部の正面図であ
る。 図中、１は機体本体、８は走行車輪、10は天秤腕、11は
左右姿勢制御用シリンダ、15は制御部、16は左右傾斜検
知センサ、19は走行状態切換えスイツチ、20は走行レバ
ー、22は植付けレバーである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右走行車輪の昇降動により機体の左右姿
   勢制御を行う姿勢制御部を設けてなる歩行型作業機にお
   いて、前記姿勢制御部を、圃場作業状態か路上走行状態
   かの切換えセツトをする走行状態切換え手段と、作業中
   であるか作業中断か等の必要な作業状態の切換えセツト
   をする作業状態切換え手段とに連繋する一方、姿勢制御
   部には、機体の左右姿勢が水平状となるよう制御する機
   体水平制御手段と、左右走行車輪が機体に対して平行状
   となるよう制御する車輪平行制御手段と、上記走行状態
   切換え手段が路上走行状態にセツトされている場合には
   車輪平行制御手段による制御を、走行状態切換え手段が
   圃場作業状態にセツトされている場合には、作業状態切
   換え手段のセツト位置に応じて機体水平制御手段による
   制御か車輪平行制御手段による制御かの判別をする制御
   判別手段とを設けたことを特徴とする歩行型作業機の姿
   勢制御装置。
2. 【請求項２】前記作業切換え手段は、走行クラツチ入り
   切り用の走行レバーと作業クラツチ入り切り用の作業レ
   バーであり、これらレバーの操作位置の組合せによつて
   作業状態の切換えセツトを行うように構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の歩行型作業
   機の姿勢制御装置。