JP2649827B2 - トラクタ直装スプレヤのブーム制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上に利用分野］ 本発明はトラクタに直装された農業用スプレヤの長尺
ブームの高さを制御する装置の改良に関する。

［従来技術］ 農業用スプレヤの長尺ブームの傾斜を地形や作物に合
わせて自動的に調整する装置は、特公昭61−48991号に
よって公知であるが、その装置はスプレヤの機枠にブー
ムを傾斜調整する流体圧装置を、ブームに検知装置をそ
れぞれ設け、検知装置の検知信号によって流体圧装置を
制御してブームの傾斜を自動的に調整する方式であっ
た。この方式は検知装置がブームの上下の振れを検知し
てから流体圧装置がブームの傾斜を調整するまでに時間
を要するため、路面の凹凸によってスプレヤ自体が傾斜
した場合、ブームの傾斜調整が間に合わず、ブームが地
面や作物に当たる事故が起きやすかった。この事故を防
止するため、スプレヤをトラクタで牽引し、トラクタに
車体の傾斜角センサを設け、その傾斜角センサの信号に
よってスプレヤの機枠に設けた流体圧装置を制御する方
式のスプレヤが特開昭63−98302号に提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ その提案のスプレヤはトラクタで牽引するため、スプ
レヤに台車を設けなければならないが、それだけスプレ
ヤが高価になることはさけれられない。又、スプレヤに
台車を設けて牽引すると、回転半径が大きくなり、スプ
レヤの作業性が低下するという問題も生ずる。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的
とするところは、トラクタに直装されるスプレヤであっ
て、走行路面の凹凸によるブームの振れを自動的に調整
することができるものを提供することにある。

［課題を達成するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明が採用する手段は、
トラクタと、トラクタに直装されたスプレヤと、スプレ
ヤの機枠に上下固定位置調整可能に取付けられた中央ブ
ームと、その中央ブームの両端部に基端部が回動可能に
取付けられた左右の元ブームと、左右の元ブームの先端
部に基端部が回動可能に取付けられた左右の先ブーム
と、中央ブームと左右の元ブームの間に設けられた流体
圧による左右の元アクチュエータと、左右の元ブームと
左右の先ブームの間に設けられた流体圧による左右の先
アクチュエータと、各ブームに取付けられた地表又は作
物に対する距離センサと、距離センサの計測信号に基づ
いて各ブームの地表又は作物に対する高さを所定の範囲
に保持するように各アクチュエータを制御する制御手段
とを備えた装置において、トラクタの前輪枠に傾斜セン
サを付設し、その傾斜センサによって走行面の凹凸によ
る前輪枠のトラクタの車体に対する相対傾斜角度を計測
してその計測信号を制御手段に入力し、その計測信号に
基づいてトラクタの後輪が同じ凹凸によって傾斜する前
に各アクチュエータを制御して各ブームの地表又は作物
に対する高さを所定の範囲内に保持するようにしたこと
にある。

［作用］ 散布作業中、走行面が平坦なときは、各ブームの距離
センサの計測信号によりマイクロコンピュータを含む制
御手段は各アクチュエータを制御して各ブームの地表又
は作物に対する高さをあらかじめ設定した高さの範囲内
に維持する。走行面に凹凸があるときは、トラクタの後
輪がその凹凸に合うと、トラクタと共に直装されたスプ
レヤも急に傾くから、各ブームの距離センサに基づいて
各アクチュエータを制御いていたのでは間に合わない。
後輪が走行面の凹凸に合う前に必ず前輪が凹凸に合いト
ラクタの車体に軸着された前輪枠が傾斜する。その傾斜
は傾斜センサによって計測され、その信号が制御手段に
入力される。制御手段は、傾斜センサの計測信号に基づ
いて後輪が同じ凹凸に合う前に凹凸が後輪が合ったとき
のスプレヤの傾斜を算出して各アクチュエータを制御し
てブームを上下させるから、後輪が凹凸に合ったときも
ブームの地表又は作物に対する高さはあらかじめ定めた
範囲内に維持される。

［実施例］ 本発明の装置を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図に示すように、トラクタ10にスプレ
ヤ20は直装され、そのスプレヤの機枠21に取付けられた
中央ブーム22はトラクタ10の後輪13の後方から左右に伸
張する。トラクタ10の前輪11は前輪枠12に取付けられ、
その前輪枠12は車体14にセンターピン15を介して揺動可
能に取付けられる。中央ブーム22には距離センサ17と噴
霧ノズル29が配設される。ポテンショメータ式長さ計16
の固定側を前輪枠12上方の車体14に、変位側を前輪枠12
にそれぞれ取付け、前輪枠12の車体14に対する傾斜角を
検知する。トラクタ10には速度センサ30が付設される。

第３図に示すように、スプレヤ20の機枠21に中央ブー
ム22を昇降可能に取付け、機枠21と中央ブーム22との間
に設けた中央アクチュエータ23を矢印で示すように進退
させて上下位置を調整する。中央ブーム22の左右端部に
左右の元ブーム24L、Ｒの基端部を回動自在に取付け、
その間に設けた元アクチュエータ25L、Ｒを矢印で示す
ように進退させて元ブーム24L、Ｒを上下に揺動させ
る。元ブーム24L、Ｒの先端部に先ブーム26L、Ｒの基端
部を回動自在に取付け、その間に設けた先アクチュエー
タ27L、Ｒを矢印で示すように進退させて先ブーム26L、
Ｒを上下に揺動させる。中央ブーム22の中央部、元及び
先ブーム24L、Ｒ、26L、Ｒの先端部には超音波式の対地
又は対作物距離センサ17、18L、Ｒ、28L、Ｒが設けられ
る。中央ブーム22、元ブーム及び先ブーム24L、Ｒ、26
L,、Ｒには等間隔に噴霧ノズル29が配設される。中央ア
クチュエータ23、元及び先アクチュエータ25L、Ｒ、27
L、Ｒは、第４図に示すように、それぞれの方向切替用
バルブ33、35L、Ｒ、37L、Ｒによって制御される。

各バルブは自動制御することも手動制御することも可
能であり、第５図の操作パネルにおいて切替ダイヤル41
を手動にセットすると、手動操作スイッチ42により各バ
ルブのソレノイドを作動させて各ブームを上下すること
ができる。デジタルスイッチ43、44によって高さと許容
幅をセットし、切替ダイヤル41を自動にセットすると、
各バルブのソレノイドはマイクロコンピュータによって
制御され各ブームの高さは自動調整される。

第６図のブロック図に示すように、コントローラ50は
中央演算処理装置CPU、入出力インターフェース、プロ
グラマブルタイマを備え、入力インターフェースに各距
離センサ17、18L、Ｒ、28L、Ｒ、長さ計16、速度センサ
30、デジタルスイッチ43、44の信号が入力され、出力イ
ンターフェースから各バルブ33、35L、Ｒ、37L、Ｒの駆
動回路に信号が出力される。

次に、スプレヤの散布作業中における本発明の装置に
よるブームのプログラム制御を第11図のフローチャート
によって説明する。第５図の操作パネルにおいて、電源
スイッチ40を入れ、切替ダイヤル41を自動にセットし、
ブームの目標高さと許容幅をデジタルスイッチ43、44に
セットすると、第６図のコントロ−ラ50によるプログラ
ム制御が始動する。ステップ101において、初期化がな
され、ステップ102、103においてブームの目標高さと許
容幅が設定される。ステップ104で、各センサからの計
測信号の読込みがなされ、ステップ105で計測結果を算
出する。ステップ106で前輪傾斜による補正値を算出す
る。ステップ107で距離計測値に傾斜補正値を加えて判
定値を算出する。ステップ108で判定値が目標高さと許
容幅の和よりも大きいがどうか判定し、大きければステ
ップ109で下降フラグを設定する。そうでなければ、ス
テップ110で、判定値が目標高さから許容幅を引いた値
よりも小さいかどうかを判定し、小さければステップ11
1で上昇フラグを設定する。そうでなければ、ステップ1
12で停止フラグを設定する。ついで、ステップ113で自
動モードであるかどうかを確かめ、ステップ114で設定
されたフラグに基づく駆動信号をバルブの駆動回路に送
出する。第５図の操作パネル上の手動スイッチ42が手動
設定された場合はステップ115でバルブの駆動回路へ停
止信号を送出する。その後、再びステップ104に戻る。
このステップ104からステップ115までの工程をバルブご
とにくり返し行う。

第７図に示すように、トラクタが凹凸のない面を走行
中、圃場の右側が傾斜していると、元ブーム24R、先ブ
ーム26Rの距離センサ18R、28Rの計測信号によって、コ
ントローラ50は元アクチュエータ25Rのバルブを制御し
て元ブーム24R、先ブーム26Rを上方へ回動させるから、
元ブーム24R、先ブーム26Rの対地又は対作物高さは目標
とする許容範囲内に維持される。

第１図に示すように、トラクタ10の走行面には凹部又
は凸部がある。この凹部に後輪13がはまると、トラクタ
10は第８図に示すように傾斜する。後輪13が凹部にはま
ってから距離センサの信号によってブームを調整してい
たのでは、時間差があるため、一方の先ブーム26Lは地
表又は作物に当たり、他方の先ブーム26Rは作物からは
なれすぎることになる。この凹部に後輪がはまる前に、
第９図に示すように、必ず前輪11が凹部にはまり、前輪
枠12が傾斜する。前輪枠12が傾斜すると、長さ計16は変
位の計測信号をコントローラに入力するから、フロ−チ
ャートのステップ106で傾斜補正値が算出され、107で判
定値は距離計測値に傾斜補正値を加えたものになり、第
10図に示すように、後輪13が凹部にはまるまでに元アク
チュエータ25L、25Rと先アクチュエータ27L、27Rが作動
して各ブーム24L、Ｒ、26L、Ｒを上下させるから、後輪
が凹部にはまったときも、各ブームの対地又は対作物距
離は目標値に保持される。後輪が凹部を脱すと、コント
ローラは、各センサの計測信号を受けてブームの傾斜を
調整するから、ブームは常に目標の高さに維持される。

第11図のフロ−チャートにおいてステップ114の駆動
回路への駆動信号の送出時期は速度センサの速度計測信
号に基づいて算出され、後輪が前輪の計測位置に達する
前に各アクチュエータの動作は終了する。第２図に鎖線
で示すように、前輪枠の傾斜は長さ計の代りに傾斜計で
計測することも可能であるが、この場合は前輪枠と車体
の双方に傾斜計を取付けて相対的な角度変化を検知す
る。

［発明の効果］ 上記の通り、本発明の装置は、従来のスプレヤをトラ
クタで牽引し、トラクタの車体に傾斜センサを設け、走
行面の凹凸によるスプレヤの傾斜をあらかじめトラクタ
の傾斜によって検知し、同じ凹凸によってスプレヤが傾
斜する前にスプレヤのブームを上下させてブームの高さ
を一定に保持する方式とは異なり、スプレヤをトラクタ
に直装し、トラクタの前輪枠に傾斜センサを設け、走行
面の凹凸によるスプレヤの傾斜をあらかじめトラクタ前
輪枠の傾斜によって検知し、スプレヤが同じ凹凸によっ
て傾斜する前にブームを上下させてブームの高さを一定
に保持する方式であるから、牽引用の台車が不要なだけ
安価である上に、牽引とは異なりスプレヤの回転半径も
小さいので圃場における作業性も良好であるという優れ
た効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例の装置を備えたス
プレヤの側面図及び正面図、 第３図は第１図のスプレヤの背面図、 第４図は第１図の装置の油圧回路図、 第５図は第１図の装置の操作パネルを示す図、 第６図は第１図の装置のブロック図、 第７図は第３図に相当する図であり、傾斜地における状
態を示す。 第８図は第３図に相当する図であり、本発明の装置を使
用しないときにトラクタ後輪が凹部におちた状態を示
す。 第９図は第２図に相当する図であり、本発明の装置を使
用しているときにトラクタ前輪が凹部におちた状態を示
す。 第10図は第３図に相当する図であり、本発明の装置を使
用しているときにトラクタ後輪が凹部におちた状態を示
す。 第11図は第１図の装置のプログラム制御を示すフロ−チ
ャートである。 図において、符号10はトラクタ、11は前輪、12は前輪
枠、13は後輪、14は車体、16は長さ計（傾斜センサ）、
20はスプレヤ、21は機枠、22は中央ブーム、23は中央ア
クチュエータ、26は先ブーム、27は先アクチュエータ、
28は距離センサ、30は速度センサ、50はコントローラを
それぞれ示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクタと、前記トラクタに直装されたス
   プレヤと、前記スプレヤの機枠に上下固定位置調整可能
   に取付けられた中央ブームと、前記中央ブームの両端部
   に基端部が回動可能に取付けられた左右の元ブームと、
   左右の前記元ブームの先端部に基端部が回動可能に取付
   けられた左右の先ブームと、前記中央ブームと左右の前
   記元ブームの間に設けられた流体圧による左右の元アク
   チュエータと、左右の前記元ブームと左右の前記先ブー
   ムの間に設けられた流体圧による左右の先アクチュエー
   タと、各ブームに取付けられた地表又は作物に対する距
   離センサと、前記距離センサの計測信号に基づいて各ブ
   ームの地表又は作物に対する高さを所定の範囲に保持す
   るように各アクチュータを制御する制御手段とを備えた
   装置であって、前記トラクタの前輪枠に傾斜センサが付
   設され、前記傾斜センサは走行面の凹凸による前輪枠の
   前記トラクタの車体に対する相対傾斜角度を計測してそ
   の計測信号を前記制御手段に入力し、前記制御手段は前
   記傾斜センサの計測信号に基づいて前記トラクタの後輪
   が同じ凹凸によって傾斜する前に各アクチュエータを制
   御して各ブームの地表又は作物に対する高さを所定の範
   囲内に保持することを特徴としてなるトラクタ直装スプ
   レヤのブーム制御装置。