JP2674164B2 - トラクタ等の作業水準制御センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、トラクタ等の作業水準制御センサに関す
る。

従来の技術、および発明が解決しようとする課題 地上面一定高さのレーザビームに沿って車体を走行案
内させる技術は知られている。この発明は、トラクタ等
の移動農作業機、このレーザビームの投光を受ける水準
受光センサを設けて、車体の高さを正確に検出しようと
するもので、構成、制御共に簡単化するにある。

（請求項１の発明） 課題を解決するための手段 この発明は、水準投光機（１）からの投光（２）の照
射を受けて車体（３）の高さを検出する水準受光センサ
（４）を、この水準受光センサ（４）の上下方向の中心
軸（５）の回りにモータ（６）により回動すると共に、
周面を透明カバー（７）で覆ってなるトラクタ等の作業
水準制御センサの構成とする。

発明の作用、および効果 圃場面上の一定高さに水平面を照準する水準投光器
（１）を設置して、この水平面に沿う水準投光（２）を
発する。水準受光センサ（４）を設けたトラクタ作業機
を走行させながら、この水準受光センサ（４）で該投光
（２）を受けて、基準となる水平面に対する車体（３）
の高さを検出する。走行土壌面が凹凸で変化すれば、車
体（３）も上下に浮沈揺動するから、これを該水準受光
センサ（４）で検出する。

このような水準受光センサ（４）は、透明カバー
（７）内で中心軸（５）の回りにモータ（６）によって
一定角度の範囲を回動されているために、車体（３）の
進行方向が水準投光器（１）に対して変っても、この水
準投光器（１）による投光（２）角の範囲内にあれば、
この投光（２）を受光することができ、車体（３）の曲
進はもとより、左右の傾斜揺動や、折返しによる往復走
行の各行程においても、安定した投光（２）の検出を行
うことができる。しかも、水準受光センサ（４）は透明
カバー（７）内で中心軸（５）の回りに回動するもので
あるから、構成を簡潔化でき、検出を正確に維持して、
狂いを少なくすることができる。

（請求項２の発明） 課題を解決するための手段 この発明は、水準投光器（１）からの投光（２）の照
射を受けて車体（３）の高さを検出する水準受光センサ
（４）と、この水準受光センサ（４）を昇降自在に支持
する支枠（８）との間に、該車体（３）に対する該水準
受光センサ（４）の支持高さを検出する支持高さセンサ
（９）を設けてなるトラクタ等の作業水準制御センサの
構成とする。

発明の作用、および効果 水準受光センサ（４）は、上記のような投光（２）を
受光したときの水準受光センサ（４）自体の高さを検出
するが、車体（３）の水準投光器（１）に対して著しく
上下に変動すると、投光（２）の受光範囲が水準受光セ
ンサ（４）の上下圏から外れようとして、これに伴って
水準受光センサ（４）がコントローラによって自動的に
支枠（８）に対して昇降制御され、この昇降制御位置を
支持高さセンサ（９）によって検出しながら、車体
（３）の高さを演算検出する。

このため水準受光センサ（４）は、車体（３）に対し
て支持高さを大きく変更できるために、検出部自体を小
形軽量化して、振動等の影響を受け難くし、安定した水
準制御を行うことができる。

実施例 なお、図例において、水準投光器（１）は、圃場の畦
畔（11）部等にセンサポール（12）で支持する。この構
成は、レーザ発光装置（13）から発するレーザ光を鉛直
方向の軸（14）回りにモータ（15）によって回転される
反射鏡（16）に反射させて、この軸（14）と直行する水
準面上を一定の角度範囲（θ）で照射移動しながらレー
ザビームとして投光（２）する構成である。（17）は水
平設定器で、水準投光器（１）からの投光（２）が水平
面に平行するように設定するものである。（18）はこれ
ら水準受光センサ（４）の外周を覆うケースで、該投光
（２）部に投光窓（19）を設けている。（20）はこのケ
ース（18）のセンサポール（12）に対する上下方向を変
更する上下位置調節ねじ、（21）は上下方向に対して左
右方向の傾斜角を調整する傾斜角調整ねじである。

トラクタ車体（３）は、操縦ハンドル（22）や操縦席
等を内装するキャビン（23）を有し、操向自在の前車輪
（24）、後車輪（25）をエンジンによって伝動駆動する
四輪駆動形態として、後部に左右一対のロアリンク（2
9）（43）とトップリンク（26）とを上下回動自在に連
結して、リフトアーム（38）とリフトロッド（28）及び
ローリングシリンダ（10）で昇降動するように設け、こ
のロアリンク（29）（43）とトップリンク（26）との後
端に作業装置（37）である耕耘装置を装着する。左側の
ロアリンク（29）はリフトアーム（38）との間を一定長
さのリフトロッド（28）で連結するが、右側のロアリン
ク（43）とリフトアーム（38）との間は、伸縮自在のロ
ーリングシリンダ（10）で連結して、ローリング制御装
置の油圧回路を連結し、このローリングシリンダ（10）
の伸縮によりロアリンク（43）を上下動して、これら左
右のロアリンク（29）（43）間に亘って連結した作業装
置（37）を、ローリング制御する。

水準受光センサ（４）は、この左側のロアリンク（2
9）寄りの車体（３）の後部上方に設ける。キャビン（2
3）の後部フレームに直接、又は間接に取付けた支枠
（８）には、モータ（30）によって回転される螺杆（3
1）に螺合したボス（32）を介してセンサパイプ（33）
を昇降制御自在に設け、このセンサパイプ（33）の上端
部に、ステッピングモータ（６）で鉛直方向の中心軸
（５）回りに回動されるセンサ胴（35）を設け、このセ
ンサ胴（35）の周面には上下方向に亘って一定間隔にダ
イオード等からなる受光素子（36）を並べて、この外周
部を透明カバー（７）で覆って水準受光センサ（４）を
構成している。（41）は、この各受光素子（36）部と、
該センサパイプ（33）内を通してコントローラ（39）へ
連結するハーネス部（40）との間を伝導する渦巻配線部
である。該ボス（32）部には磁性体（42）を設け、又ブ
ラケット（29）にはこの磁性体（42）と対向する位置に
沿って一定間隔に磁気センサからなる支持高さセンサ
（９）を配設し、これら磁性体（42）と支持高さセンサ
（９）との関係によって磁性体（42）の高さ位置を常時
検出して、モータ（30）による水準受光センサ（４）の
昇降制御高さを検出制御する。

作業装置（37）で耕耘装置は、周面に耕耘爪（44）を
配設する耕耘軸（52）を設け、上部の耕耘カバー（45）
の後側には圃場面（46）を耕耘した跡の耕耘土壌面（4
7）を均平する均平板（48）を上下回動自在に設けて、
耕耘機体（49）との間にばね（50）を設けて土壌面（4
7）へ弾発し、この弾発力をハンドル（51）で調節する
構成としている。耕耘爪（44）を有する耕耘軸（52）は
トラクタ車体（３）の動力取出軸から連動し、この耕耘
装置の車体（３）に対する高さはこの耕耘装置を昇降す
るリフトアーム（38）の昇降位置を検出するリフト角セ
ンサを作業高センサ（34）としている。又、該耕耘カバ
ー（45）に対する均平板（48）の角度を検出する均平板
角センサ（53）を設け操縦席部に設ける耕深設定器（5
4）によって設定された耕耘深さに従って、この均平板
（48）の均平角を検出しながらこの設定の耕深を維持す
るように耕深制御を行う。（55）は水準受光センサ
（４）の高さを調節する高さ調節器である。

水準投光器（１）から投光（２）を照射する。レーザ
発光装置（13）から発光するレーザビームは回転される
反射鏡（16）に反射されて、投光窓（19）から圃場面
（46）上所定の高さ位置を水平面に沿って一定角度の範
囲（θ）を照射回動される。

トラクタ車体（３）の水準受光センサ（４）では、該
水準投光器（１）からの投光（２）を受けて、車体
（３）の圃場基準面からの高さを検出する。水平受光セ
ンサ（４）は車体（３）に対する高さが決まっているた
め、この水準受光センサ（４）の投光（２）の受光位置
が分かれば車体（３）の高さが分かる。即ち、受光素子
（36）の受光個所によってコントローラ（39）部では車
体（３）高さを検出できる。この受光素子（36）の高い
個所に投光（２）を受けると車体（３）は低位置で、走
行土壌面は低くなっている。又逆に低い個所に投光
（２）を受けると車体（３）は高位置で、走行土壌面は
高くなっている。この水準受光センサ（４）はモータ
（30）で自動的に昇降制御されて、投光（２）を上下中
央部の受光素子（36）で受光するようにし、この投光
（２）の受光位置が受光素子（36）の上限又は下限に至
ると該モータ（30）で自動的に昇降され、この昇降移動
量が大きくなると磁性体（42）の移動を支持高さセンサ
（９）で検出して、コントローラ（39）で高さを演算す
るようになっている。

作業装置（37）は、リフトアーム（38）の下動によっ
て耕耘等の作業姿勢となるが、この耕耘深さ等の作業位
置は耕深設定器（54）によって決定される。このときの
均平板（48）の均平角度を均平板角センサ（53）が検出
しながら、この均平角度を一定に維持するようにリフト
アーム（38）を昇降制御して耕耘装置による耕深さを設
定深に維持するように制御する。

作業高センサ（34）は、このリフトアーム（38）の角
度から車体（３）に対する作業装置（37）の高さを検出
するもので、トラクタ車体（３）に設けた水準制御装置
では、該作業高センサ（34）からの入力、及び上記コン
トローラ（39）からの入力によって、現在の作業装置
（37）の基準水準面からの高さを常時演算し、表示して
いる。

又、この作業装置（37）の水準制御に利用することも
できる。例えば、耕耘装置で耕耘された土壌面を水準面
に平行状に均平するときは、この土壌面を均平する均平
板（48）の押圧力を制御したり、均平角度を制御するこ
とによって、土壌面の高い所の耕耘土壌を低い所へ移動
させることによって、水平面に近づける。

又、ローリング制御は、車体（３）の左右の傾斜を検
出して、右側のリフトアーム（38）に対するロアリンク
（43）の間隔をローリングシリンダ（10）の伸縮によっ
て制御する。このとき左側のロアリンク（29）による作
業装置（37）の連結位置を中心として、右側を昇降させ
て行うものであるから、ローリング制御時におけるロア
リンク（29）と水準受光センサ（４）との間の高さは殆
ど変らない。このローリング制御によって耕耘装置によ
る土壌面（47）は左右水平状に均平される。

トラクタ車体（３）が往行程の水準制御から折返して
復行程の水準制御に移るときは、ステッピングモータ
（６）によってセンサ胴（35）を約一回転に亘って旋回
させて、受光素子（36）で水準投光器（１）の投光
（２）を受光する。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すもので、第１図は側面図、
第２図は一部の後面図、第３図は斜面図、第４図、第５
図は一部の側断面図、第６図、第７図は一部の平断面図
である。 図中、符号（１）は水準投光器、（２）は投光、（３）
は車体、（４）は水準受光センサ、（５）は中心軸、
（６）はモータ、（７）は透明カバー、（８）は支枠、
（９）は支持高さセンサを示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水準投光器（１）からの投光（２）の照射
   を受けて車体（３）の高さを検出する水準受光センサ
   （４）を、この水準受光センサ（４）の上下方向の中心
   軸（５）の回りにモータ（６）により回動すると共に、
   周面を透明カバー（７）で覆ってなるトラクタ等の作業
   水準制御センサ。
2. 【請求項２】水準投光器（１）からの投光（２）の照射
   を受けて車体（３）の高さを検出する水準受光センサ
   （４）と、この水準受光センサ（４）を昇降自在に支持
   する支枠（８）との間に、該車体（３）に対する該水準
   受光センサ（４）の支持高さを検出する支持高さセンサ
   （９）を設けてなるトラクタ等の作業水準制御センサ。