JP3725039B2 - 刈取収穫機の姿勢制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行装置の接地部に対して、前部に刈取部を昇降操作自在に備える機体本体の前後傾斜角を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、前記機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段と、この前後傾斜角検出手段の検出情報に基づいて、機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角が設定傾斜角に維持されるように、前記姿勢変更操作手段の作動を制御するピッチング制御を実行する制御手段とが設けられている刈取収穫機の姿勢制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記した刈取収穫機は、走行面に隆起部や傾斜があっても、姿勢変更操作手段と前後傾斜角検出手段と制御手段との作用により、機体本体の前後傾斜角を水平などの設定傾斜角やそれに近いものに維持しながら走行できるようになったものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記刈取収穫機において、機体本体における前部の走行装置の接地部に対する高さを変更調節する駆動手段と、機体本体における後部の走行装置の接地部に対する高さを変更調節する駆動手段とを各別に備えて前記姿勢変更操作手段を構成すると、地面の隆起部や傾斜が大きくても、機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角が設定傾斜角になるように有利にピッチング制御させられ、しかも、その割には極力コンパクトに得られるとともに有利に走行できる。
【0004】
すなわち、機体本体の前後方向での一端部を走行装置に対して下降限界まで移動調節してなった傾斜姿勢の状態と、他端部を走行装置に対して上昇限界まで移動調節してなった傾斜姿勢の状態との間で機体本体の前後傾斜角が変化するようにでき、これにより、機体本体が走行装置の接地部に対して移動する最大ストロークを小にしながら、かつ、機体本体が水平姿勢にあるときの機体重心を低くしながら前後傾斜角の変化量を大きくできるのである。
【0005】
この種の刈取収穫機において、機体本体における前部を走行装置の接地部に対して上昇させることによるピッチング制御が行われると、機体本体の前端側が地面から高レベルに位置することになる。この結果、たとえばコンバインにおいては、刈取部を刈取り高さ調節範囲の下限まで下降調節しても適切な刈り高さ位置にならないとか、適切な刈り高さ位置になったとしても、これ以上は下降調節できなくなる事態が発生することがある。
【0006】
本発明の目的は、コンパクト化や走行の有利化を図りながら機体本体のピッチング制御を調節量の面で有利に行なわせることができ、しかも、上記した刈取り調節不具合などのトラブルが発生しにくい刈取収穫機の姿勢制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1によれば、冒頭に記した刈取収穫機の姿勢制御装置において、前記姿勢変更操作手段が、機体本体における前部の走行装置の接地部に対する高さと、機体本体における後部の走行装置の接地部に対する高さとを各別に変更調節自在な一対の駆動手段を備えて構成され、機体本体の走行状態を検出する走行状態検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記ピッチング制御において、前記一対の駆動手段を操作するように構成され、且つ、前記走行状態検出手段の検出情報に基づいて、機体本体の前進中においては、前記一対の駆動手段のうち、機体本体前部に作用する方の駆動手段を機体本体前部の上昇側には駆動させないように構成されている。
【0008】
すなわち、姿勢変更操作手段が、機体本体における前部の走行装置の接地部に対する高さと、機体本体における後部の走行装置の接地部に対する高さとを各別に変更調節自在な一対の駆動手段を備えて構成され、制御手段は、ピッチング制御において、前記一対の駆動手段を操作するように構成されているものであるから、上記した如く機体本体が走行装置の接地部に対して移動する最大ストロークを小にしながら、かつ、機体本体が水平姿勢にあるときの機体重心を低くしながら前後傾斜角の変化量を大きくし、地面の隆起部や傾斜が大きくても、機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角が設定傾斜角になるようにピッチング制御させられる。
【0009】
さらに、制御手段は、機体本体の前進中においては、機体本体前部に作用する方の駆動手段を機体本体前部の上昇側には駆動させないでピッチング制御を実行するように構成されているものだから、刈取走行の際、走行装置の接地部が前下がり状態になってピッチング制御が行われることになっても、機体本体の前部を上昇させるまでのピッチング制御が行われず、機体本体の前端側での地面からの高さが極力低くなるようにしながらピッチング制御される。
【0010】
従って、地面に大きな隆起部や傾斜があっても、機体本体を走行装置に対して大きく前後傾斜するようにピッチング制御させて機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を設定傾斜角に維持しながら、しかも、機体本体の前端側が極力低レベルに位置する状態でピッチング制御されて刈取部を適切な刈り高さ位置に調節しながら刈取り作業できる。しかも、その割には、機体本体の走行装置に対する移動ストロークが小で済むコンパクトな状態に得られるとともに、機体本体が水平姿勢にあるときの機体重心を極力低くして安定よく走行できる。
【0011】
請求項2によれば、請求項1において、前記制御手段は、機体本体の後進中においては、前記一対の駆動手段のうち、機体本体後部に作用する方の駆動手段を機体本体後部の上昇側には駆動させないように構成されている。
【0012】
すなわち、たとえばコンバインにおいて、ある一つの作業工程を終えると、前進と後進走行を繰り返して次の作業工程の始端部に移動する。このとき、先の走行によって圃場面にできた土の盛り上がりを乗り越えて後進走行する場合がある。走行装置が盛り上がり部に乗り上がってピッチング制御が実行される際、機体本体における後部を走行装置の接地部に対して上昇させることによるピッチング制御が行われると、機体本体が高レベルに位置し、次の作業工程の始端部に到達したとき、刈取部を刈取り高さ調節範囲の下限まで下降調節しても適切な刈り高さ位置になりにくいとか、適切な刈り取り位置に調節するのに時間が掛かる場合がある。
【0013】
これに対し、機体本体の後進中においては、機体本体後部に作用する方の駆動手段を機体本体後部の上昇側には駆動させないでピッチング制御するように構成されているものだから、後進時に盛り上がり部に載り上がってピッチング制御が行われることになっても、機体本体の後部を上昇させることによるピッチング制御が行われず、次の作業工程の始端部に到達したときに機体本体が極力低レベルに位置するようにしてピッチング制御される。これにより、後進時にピッチング制御が行なわれても、次の作業工程の始端部に到達したとき、機体本体が極力低レベルに位置していて、刈取部を適切な刈り高さ位置に調節しやすいとか迅速に調節できる。
【0014】
請求項3によれば、請求項1又は2において、前記制御手段は、機体本体の前進中においても、機体本体が水平基準面に対して前傾斜側に設定前傾斜角以上に傾斜したことを検出された場合には、前記一対の駆動手段のうち、機体本体前部に作用する方の駆動手段を機体本体前部の上昇側に駆動操作するように構成されている。
【0015】
すなわち、刈取収穫機にあっては、前下がり傾斜地から圃場に進入することがある。この傾斜地進入を行なう際、刈取り作業を行ないながら進入することを要望されることがある。このとき、機体本体が走行装置の接地部に対して後傾斜側に変化する方向のピッチング制御が実行されることになるが、このピッチング制御が実行されても、機体本体の前端側が傾斜地面からあまり高く上がらないと、機体進行に伴って刈取部が地面に突っ込む事態が発生し、刈取りを行なえなくなる場合がある。
【0016】
これに対し、機体本体の前進中においても、機体本体が水平基準面に対して前傾斜側に設定前傾斜角以上に傾斜したことを検出された場合には、機体本体前部に作用する方の駆動手段を機体本体前部の上昇側に駆動操作するピッチング制御が実行されるものであるから、前記設定前傾斜角を適切に設定すれば、機体本体の前端部を上昇させることによるピッチング制御を実行させて機体本体の前端側を傾斜地面から高く上昇させ、機体進行に伴って刈取部が地面に突っ込むことを回避しながら傾斜地進入を行なうことができる。
これにより、傾斜地進入を行なう際に刈取り作業を行ないながら進入し、能率よく刈取り作業できる。
【0017】
請求項4によれば、請求項1〜3のいずれか1項において、機体本体の前部に作用する前記駆動手段として、機体本体の左側前部と右側前部とに各別に作用する2個の駆動手段が備えられ、機体本体の後部に作用する前記駆動手段として、機体本体の左側後部と右側後部とに各別に作用する2個の駆動手段が備えられ、前記制御手段は、前記ピッチング制御において、前記4個の駆動手段のうち、左側前部及び右側前部に作用する2個の駆動手段と、左側後部及び右側後部に作用する2個の駆動手段のいずれか一方の2個の駆動手段を駆動停止させた状態で、他方の2個の駆動手段を駆動操作するように構成されている。
【0018】
すなわち、機体本体の前後傾斜角を変更操作するのに、4個の駆動手段のうち、3個以上の駆動手段を同時に駆動すると、機体本体の姿勢が不安定になって各駆動手段に対する荷重負荷が変動し、その荷重負荷の変動によって各駆動手段の操作速度が変化しようとして他の駆動手段に対して互いに影響し合うため、滑らかな駆動操作が行なわれにくくなる。これに対し、機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を設定前後傾斜角に維持するピッチング制御において、機体本体の左側前部及び右側前部に作用する2個の駆動手段と、左側後部及び右側後部に作用する2個の駆動手段のうちの一方の2個の駆動手段だけが駆動されものだから、機体本体の姿勢が不安定になりくくしながら、かつ、2個の駆動手段を極力滑らかに駆動操作させながら適正なピッチング制御を実行させられる。
【0019】
従って、前後傾斜の調節範囲を大きくし、地面の隆起部や傾斜が大きくても充分に対応できるなど有利にピッチング制御を行なわせられ、さらに、機体本体や駆動手段を小型してコンパクトに得られるとともに機体重心が低くなるのみならず、ピッチング制御が実行される際に駆動手段がスムーズに安定よく駆動されて安定よくかつ乗り心地よく走行できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、左右一対のクローラ走行装置1L,1Rによって支持されるように構成してあるとともに搭乗型の運転部2、運転座席の下方に位置する原動部を備えている機体本体Vの機体フレーム11に脱穀装置3や穀粒タンク4などを搭載し、引起装置5やバリカン型の刈取装置7などを備える刈取部10の刈取部フレーム10aの基端部を、前記機体フレーム11の前部に位置する支持部11aに機体横向きの軸芯P1まわりで回動自在に連結し、刈取部フレーム10aに一端側が連結している屈伸自在なリンク機構10bと、機体フレーム11とにわたって油圧式のリフトシリンダC1を取付け、機体本体Vの原動部から刈取部10に動力伝達するように構成して、コンバインを構成してある。このコンバインは、稲・麦などの収穫作業を行うものであり、詳しくは次の如く構成してある。
【0021】
すなわち、リフトシリンダC1によって刈取部フレーム10aを軸芯P1まわりで上下に揺動操作することにより、刈取部10を機体本体Vに対して昇降操作する。つまり、引起装置5の下端や刈取装置7が地面上近くに位置して穀稈の刈取りを行なう下降作業位置と、機体本体Vに対して上昇エンドやその近くまで上昇して刈取りしないで走行する上昇非作業位置とに昇降操作する。そして、刈取部10を作業位置にして機体本体Vを走行させると、刈取部10は、分草具6によって稲・麦などの植立穀稈を刈取り対象と非刈取り対象とに分草し、刈取り対象の植立穀稈を引起装置5によって引起こし処理するとともにその株元を刈取装置7によって切断し、刈取装置7からの刈取穀稈を株元側に挟持搬送作用する株元側搬送部と、穂先側に係止搬送作用する穂先側搬送部とで成る搬送装置8によって機体後方に搬送して脱穀装置3の脱穀フィードチェーン3aの搬送始端部に供給する。脱穀装置3は、前記搬送装置8からの刈取穀稈の株元側を脱穀フィードチェーン3aによって挟持して搬送しながら穂先側を扱室に供給して回動する扱胴によって扱き処理し、脱穀排ワラを脱穀フィードチェーン3aによって扱室から搬出する。脱穀装置3からの脱穀粒をコンベアによって穀粒タンク4に搬送して貯留していく。
【0022】
図2に示すように、左側のクローラ走行装置1Lは、機体本体Vの機体フレーム11が備えている支持フレーム12の前端側に前ベルクランク17aを介して前端側が連結し、前記支持フレーム12の後端側に後ベルクランク17bと補助リンク17b1とを介して後端側が連結している機体本体の前後方向に長いトラックフレーム16と、前記支持フレーム12の前端部によって回動自在に支持されている駆動自在なクローラ駆動スプロケット13と、前記支持フレーム12の前後方向での中間部に遊転自在に支持されている上部転輪14aと、前記トラックフレーム16の長手方向での複数箇所に遊転自在に支持されている接地転輪14と、前記トラックフレーム16の後端部に遊転自在に支持されているクローラ緊張輪15と、前記複数個の輪体15,13,14a,14の全てにわたって巻回しているゴム製の無端クローラベルトBとによって構成してある。
【0023】
前ベルクランク17aのうち、支持フレーム12に回動自在に連結している回転支軸部からトラックフレーム16の方とは反対側に一体回動自在に延出している揺動自在なアーム部と、支持フレーム12によって支持されているシリンダブラケットとにわたって油圧式で複動型の前シリンダC2を取付け、後リンク17bのうち、支持フレーム12に回動自在に連結している回転支軸部からトラックフレーム16の方とは反対側に一体回動自在に延出している揺動自在なアーム部と、支持フレーム12によって支持されているシリンダブラケットとにわたって油圧式で複動型の後シリンダC3を取付けてある。
すなわち、前シリンダC2が前ベルクランク17aを軸芯P2まわりで支持フレーム12に対して回動操作してトラックフレーム16の前端側を機体フレーム11に対して昇降操作し、後シリンダC3が後ベルクランク17bを軸芯P3まわりで支持フレーム12に対して回動操作してトラックフレーム16の後端側を機体フレーム12に対して昇降操作するように構成してある。
【0024】
右側のクローラ走行装置1Rは、左側のクローラ走行装置1Lと同一の構成を備えており、左側のクローラ走行装置1Lにおいても、右側のクローラ走行装置1Rにおいても、前シリンダC2,C4と後シリンダC3,C5とを駆動操作することにより、前シリンダC2,C4と後シリンダC3,C5の駆動力によってトラックフレーム12が機体フレーム11に対して昇降する。
【0025】
これにより、図2に示すように、左右の前シリンダC2,C4を最も伸張させ、且つ、左右の後シリンダC3,C5を最も短縮させると、左右走行装置1L,1Rのトラックフレーム16が機体フレーム11に最も近づいてほぼ平行になった状態になる。このときの機体本体Vの姿勢が下限基準姿勢である。
【0026】
図3に示すように、前記下限基準姿勢にある状態から、左右の後シリンダC3,C5をそのままの状態に維持しながら左右の前シリンダC2,C4を短縮作動させると、左右走行装置1L,1Rのトラックフレーム16の前端側が後端側より機体フレーム11に対して下降した状態になる。すなわち、機体本体Vを前部側がクローラ走行装置1L,1Rの接地部に対して離間する方向に姿勢変更(前上昇操作)することになる。
図4に示すように、前記下限基準姿勢にある状態から、左右の前シリンダC2,C4をそのままの状態に維持しながら左右の後シリンダC3,C5を伸長作動させると、左右走行装置1L,1Rのトラックフレーム16の後端側が前端側より機体フレーム11に対して下降した状態になる。機体本体Vを後部側がクローラ走行装置1L,1Rの接地部に対して離間する方向に姿勢変更(後上昇操作)することになる。
図5に示すように、前記下限基準姿勢にある状態から、左右の前シリンダC2,C4を短縮作動させ、且つ、左右の後シリンダC3,C5を伸長作動させると、左右走行装置1L,1Rのトラックフレーム16が機体フレーム11に対してほぼ平行に下降した状態になる。機体本体Vを走行装置1L,1Rの接地部に対して平行姿勢のまま離間する方向に姿勢変更(上昇操作)することになる。
【0027】
左側のクローラ走行装置1Lにおけるトラックフレーム16と機体フレーム11との上下間隔が、右側のクローラ走行装置1Rにおけるトラックフレーム16のそれより小になる側に各油圧シリンダC2〜C5を操作させると、機体本体Vを走行装置1L,1Rの接地部に対して右上げ方向に姿勢変更(左傾斜操作)することになる。
【0028】
右側のクローラ走行装置1Rにおけるトラックフレーム16と機体フレーム11との上下間隔が、左側のクローラ走行装置1Lにおけるトラックフレーム16のそれより小に側に各油圧シリンダC2〜C5を操作させると、機体本体Vを走行装置1L,1Rの接地部に対して左上げ方向に姿勢変更(右傾斜操作)することになる。
【0029】
したがって、左側の前シリンダC2(以下、単に左前シリンダC2と呼称する。)と、左側の後シリンダC3(以下、単に左後シリンダC3と呼称する。)と、右側の前シリンダC4(以下、単に右前シリンダC4と呼称する。)と、右側の後シリンダC5(以下、単に右後シリンダC5と呼称する。)とが、走行装置1L,1Rの接地部に対する機体本体Vの左右傾斜角及び前後傾斜角を変更操作する姿勢変更操作手段100を構成している。そして、左前シリンダC2が、機体本体Vにおける左側前部に昇降操作するべく作用する駆動手段となっており、機体本体Vにおける左側前部の走行装置1L,1Rの接地部に対する高さを変更調節する。左後シリンダC3が、機体本体Vにおける左側後部に昇降操作するべく作用する駆動手段となっており、機体本体Vにおける左側後部の走行装置1L,1Rの接地部に対する高さを変更調節する。右前シリンダC4が、機体本体Vにおける右側前部に昇降操作するべく作用する駆動手段となっており、機体本体Vにおける右側前部での走行装置1L,1Rの接地部に対する高さを変更調節する。右後シリンダC5が、機体本体における右側後部に昇降操作するべく作用する駆動手段になっており、機体本体における右側後部での走行装置1L,1Rの接地部に対する高さを変更調節する。
【0030】
左右のクローラ走行装置1L,1Rにおける前記各ベルクランク17a,17bの回転支軸部に対応する箇所に、その回転支軸部の回動量に基づいて前記各油圧シリンダC2,C3,C4,C5の操作量(油圧シリンダC2〜C5の伸縮作動したストローク量)を検出する操作量検出手段としてのポテンショメータ形のストロ−クセンサ18,19,20,21が設けられている。
【0031】
機体本体Vには、機体本体Vの水平基準面に対する左右傾斜角を検出する左右傾斜角検出手段としての重力式の左右傾斜角センサ23、及び、機体本体Vの水平基準面に対する前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段としての重力式の前後傾斜角センサ24が備えられている。
【0032】
前記搬送装置8の始端部には、刈取穀稈に接当したときにオン状態となり、刈取穀稈が外れたときにオフ状態となる株元センサ53が設けられている。そして、刈取り作業を行なうと、刈取穀稈が刈取部10に導入されて株元センサ53に当接し、刈取作業を止めると、刈取穀稈が刈取部10に入り込まなくて株元センサ53が穀稈に当接しなくなる。
【0033】
前記分草具6の後方側箇所に、刈取部10の地面に対する高さを検出する超音波式の刈高さセンサ9が設けられている。詳述はしないが、この刈高さセンサ9は、下方側に向けて超音波を発信してから受信するまでの時間を計測することで、刈取部10の地面に対する高さを検出するように非接触式に構成されている。
【0034】
動力伝達系を図6に示すように構成してある。
すなわち、機体本体Vの原動部に搭載されたエンジンEから出力された動力は、脱穀クラッチ45を介して脱穀装置3に伝達されるとともに、走行クラッチ46及び油圧式の無段変速装置47を介して左右のクローラ走行装置1L,1Rのミッション部48に伝達され、ミッション部48に伝達された動力は、クローラ走行装置1L,1Rに伝達されるとともに、刈取クラッチ49を介して刈取部10に伝達される。図中、50は、ミッション部48への入力回転数に基づいて車速を検出する車速センサである。
【0035】
上記無段変速装置47は、前記搭乗運転部2に設けた変速レバー51によって変速操作される。
図6に示すように、変速レバー51の基端部付近に中立スイッチ52と前進スイッチ54とを設けてある。変速レバー51が中立位置にあると、変速レバー51の基部に変速操作レバー51と一体回動するように付設してある一対の検出対象体としての一方の中立カム51aが中立スイッチ52の操作部に押圧作用してこの中立スイッチ52をオンに操作し、他方の前進カム51bが前進スイッチ54の操作部から離れていて前進スイッチ54がオフになる。変速レバー51が中立位置Nから前進側の操作域Fに操作されると、中立カム51aが中立スイッチ52の操作部から離れて中立スイッチ52がオフになり、前進カム51bが前進スイッチ54の操作部に押圧作用してこの前進スイッチ54をオンに操作する。変速レバー51が中立位置Nから後進側の操作域Rに操作されると、中立カム51aが中立スイッチ52の操作部から離れて中立スイッチ52がオフになり、前進カム51bが前進スイッチ54の操作部から離れ、前進スイッチ54はオフのままになる。
したがって、前進スイッチ54と中立スイッチ52とが機体本体の走行状態を検出する走行状態検出手段400を構成しており、この走行状態検出手段400により、機体本体Vが前進中であるか後進中であるかを検出できる。すなわち、前進スイッチ54がオンになり、中立スイッチ52がオフになっていることを検出することにより、機体本体Vが前進中であると検出できる。中立スイッチ52も前進スイッチ54もオフになっていることを検出することにより、機体本体Vが後進中であると検出できる。
【0036】
図7に示すように、機体本体Vに設けたマイクロコンピュータ利用の制御装置22に、前記各ストロークセンサ18〜21、刈高さセンサ9、左右傾斜角センサ23、前後傾斜角センサ24、車速センサ50、中立スイッチ52、前進スイッチ54、及び株元センサ53の各検出情報が入力されている。
又、搭乗運転部2の操作パネルには、姿勢変更スイッチユニットSUと、前上げスイッチ40a及び後上げスイッチ40bが設けられ、それらの各操作情報も制御装置22に入力されている。
【0037】
さらに、搭乗運転部2の操作パネルには、機体本体Vに対する刈取部10の地面に対する高さ即ち刈取高さを設定するボリューム式の刈高さ設定器39、刈取部10の上昇指令及び下降指令を指令する刈取昇降レバー28の操作に基づいて、刈取部上昇を指令する上昇スイッチSW1、刈取部下降を指令する下降スイッチSW2等が備えられ、これらの情報も前記制御装置22に入力されている。
【0038】
図8に示すように、上記姿勢変更スイッチユニットSUには、機体本体Vの水平基準面に対する左右傾斜角を設定する左右傾斜角設定器25、水平制御(後述のローリング制御)を入り切りする水平自動スイッチ26、水平制御の入り状態を示す水平ランプ26a、前後制御(後述のピッチング制御)を入り切りする前後自動スイッチ27、前後制御の入り状態を示す前後ランプ27aが設けられ、前後制御の入り状態を示す前後ランプ27aが設けられ、さらに、十字レバー式の操作具36にて作動する、右上げスイッチ37a、左上げスイッチ37b、機体上げスイッチ38a及び機体下げスイッチ38bが設けられている。
【0039】
上記十字レバー式の操作具36の操作について説明すると、操作具36を左側に倒したときに、右上げスイッチ37aがオン作動して右上げ操作(左傾斜操作)が指令され、操作具36を右側に倒したときに、左上げスイッチ37bがオン作動して左上げ操作(右傾斜操作)が指令される。又、操作具36を後方側に倒したときに、機体上げスイッチ38aがオン作動して機体上げ操作が指令され、操作具36を前方側に倒したときに、機体下げスイッチ38bがオン作動して機体下げ操作が指令される。
【0040】
前記前上げスイッチ40aと後上げスイッチ40bとは、前記操作具36の握り部に設けてある。そして、前上げスイッチ40aがオンすると機体前上げ操作(後傾斜操作)が指令され、後上げスイッチ40bがオンすると機体後上げ操作(前傾斜操作)が指令される。
【0041】
又、上記左右傾斜角設定器25には、水平スイッチ25a、左傾斜スイッチ25b及び右傾斜スイッチ25cが備えられている。つまり、水平スイッチ25aを押すと、設定左右傾斜角として水平状態に対応する傾斜角が設定され、左傾斜スイッチ25bを押すと、現在設定されている設定左右傾斜角が設定角度づつ左傾斜方向に修正され、右傾斜スイッチ25cを押すと、現在設定されている設定左右傾斜角が設定角度づつ右傾斜方向に修正される。そして、左右傾斜角設定器25にて設定されている左右傾斜角については、搭乗運転部2の前方側に設けた表示装置(図示しない)に、図9に示すように、1〜7の7段階(角度0の段階4が水平状態を表わし、プラスの角度が右傾斜方向、マイナスの角度が左傾斜方向を夫々表わす)のいずれであるかが表示される。尚、前後傾斜角については、傾斜角0(水平状態)が設定前後傾斜角として予め設定されている。
【0042】
一方、制御装置22からは、前記リフトシリンダC1及び前記4個の機体姿勢変更用の油圧シリンダC2〜C5を制御するための電磁制御弁29〜33に対する駆動信号が夫々出力されている。
尚、前記制御装置22は、刈取作業中において、刈高さセンサ9の検出値が刈高さ設定器39にて設定された設定刈高さに維持されるようにリフトシリンダC1を作動させる刈高さ制御を実行する。
【0043】
上記制御装置22を利用して、前記前後傾斜角センサ24の検出情報に基づいて、機体本体Vの水平基準面に対する前後傾斜角が設定傾斜角(前後水平)に維持されるように、前記姿勢変更操作手段100の作動を制御する前後姿勢制御 (以下、ピッチング制御と称する。)、及び、前記左右傾斜角センサ23の検出情報に基づいて、機体本体Vの水平基準面に対する左右傾斜角が設定傾斜角に維持されるように、前記姿勢変更操作手段100の作動を制御する左右姿勢制御 (以下、ローリング制御と称する。)を実行する制御手段200が構成されている。
【0044】
そして、上記制御手段200が、上記ピッチング制御において、前記4個の油圧シリンダC2〜C5のうち、左側前部及び右側前部に位置する2個の油圧シリンダ(左前シリンダC2と右前シリンダC4)と、左側後部及び右側後部に位置する2個の油圧シリンダ(左後シリンダC3と右後シリンダC5)のいずれか一方の2個の油圧シリンダC2〜C5を駆動停止させた状態で、他方の2個の油圧シリンダC2〜C5を駆動操作するように構成され、且つ、上記ローリング制御において、前記4個の油圧シリンダC2〜C5のうち、左側前部及び左側後部に位置する2個の油圧シリンダ(左前シリンダC2と左後シリンダC3)と、右側前部及び右側後部に位置する2個の油圧シリンダ(右前シリンダC4と右後シリンダC5)のいずれか一方の2個の油圧シリンダC2〜C5を駆動停止させた状態で、他方の2個の油圧シリンダC2〜C5を駆動操作するように構成されている。
【0045】
次に、前記ローリング制御、及びピッチング制御による姿勢変更操作について具体的に説明する。
即ち、ローリング制御の場合は、走行面が左下がり状態であれば、前記下限基準姿勢(図2)にある状態から、左側のクローラ走行装置1Lにおいて、左前シリンダC2を短縮作動させ、且つ、左後シリンダC3を伸長作動させると、機体本体Vが接地部に対して左上り傾斜姿勢(右傾斜姿勢)に変化して、機体本体Vの水平基準面に対する左右傾斜角を水平状態にすることができる。又、走行面が右下がり状態であれば、前記下限基準姿勢にある状態から、右側のクローラ走行装置1Rにおいて、右前シリンダC4を短縮作動させ、且つ、右後シリンダC5を伸長作動させると、機体本体Vが接地部に対して右上り傾斜姿勢(左傾斜姿勢)に変化して、機体本体Vの水平基準面に対する左右傾斜角を水平状態にすることができる。
【0046】
ピッチング制御の場合は、走行面が前下がり状態であれば、前記下限基準姿勢(図2)にある状態から、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を、夫々、そのままの状態に維持しながら、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を同時に短縮作動させると、機体本体Vの前部側が左右のクローラ走行装置1L,1Rの夫々の接地部に対して上昇して後傾姿勢に姿勢変化して、機体本体Vの水平基準面に対する前後傾斜角を水平状態にすることができる。又、走行面が前上がり状態であれば、前記下限基準姿勢にある状態から、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を、夫々、そのままの状態に維持しながら、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を同時に伸長作動させると、機体本体Vの後部側が左右のクローラ走行装置1L,1Rの夫々の接地部に対して上昇して前傾姿勢に姿勢変化して、機体本体Vの水平基準面に対する前後傾斜角を水平状態にすることができる。
【0047】
又、前記機体本体Vの走行装置1L,1Rの接地部に対する傾斜状態を検出する傾斜状態検出手段18〜21が、前記各ストロークセンサ18〜21にて構成されている。具体的には、前記各ストロークセンサ18〜21にて検出される4個の油圧シリンダC2〜C5の走行装置1L,1Rの接地部に対する各高さ位置の差に基づいて、機体本体Vの傾斜状態を求める。例えば、図10の場合について説明すると、斜線で示される位置の機体本体Vは、左前部の高さaが最も低く、次に、右前部の高さc、左後部の高さb、右後部の高さdの順で高くなっているので、この場合、機体本体Vは全体として前傾側に傾斜した状態であることが検出される。尚、図中a2は、左前部の最高を示し、a0は、左前部の最低を示す。b2は、左後部の最高を示し、b0は、左後部の最低を示す。c2は、右前部の最高を示し、c0は、右前部の最低を示す。d2は、右後部の最高を示し、d0は、右後部の最低を示す。
【0048】
制御手段200は、ピッチング制御を実行する場合、前記前後傾斜角センサ24の検出信号と、前記設定傾斜角(前後水平)に対応する設定信号との偏差がピッチング制御用の不感帯を外れたと判断すると、偏差が不感帯に入るように姿勢変更操作手段100を作動させる動作を実行し、ローリング制御を実行する場合も、同様に、左右傾斜角センサ23の検出信号と、設定傾斜角に対応する設定信号との偏差がローリング制御用の不感帯を外れると、偏差が不感帯に入るように姿勢制御手段100を作動させる動作を実行する。
【0049】
また、前記制御手段200は、ピッチング制御を実行するに当り、機体本体Vが前進中にあり、かつ、水平基準面に対して前傾斜側に設定前傾斜角以上に傾斜している状態以外にある場合には、機体本体Vの左右の前端部に作用する前記油圧シリンダC2,C4を機体前端部の上昇側には駆動させないようしながら実行するように、そして、機体本体Vが前進中にあっても、水平基準面に対して前傾斜側に設定前傾斜角以上に傾斜している場合には、機体本体Vの左右の前端部に作用する前記油圧シリンダC2,C4を必要に応じて機体前端部の上昇側に駆動操作して実行するように構成されている。さらに、機体本体Vが後進中にある場合には、機体本体Vの水平基準面に対する傾斜方向及び傾斜角の如何にかかわず、機体本体Vの左右の後端部に作用する前記油圧シリンダC3,C5を機体後端部の上昇側には駆動させないようにしながら実行するように構成されている。
前記設定前傾斜角として、5度を設定してある。
【0050】
次に、制御装置22による姿勢変更動作について、図11〜図14のフローチャートに基づいて説明する。
図11に示すように、先ず、手動操作指令(左右傾斜、前後傾斜、上下昇降)がされた否かを判断し、手動操作指令がされた場合には、手動姿勢変更処理を実行する。
上記手動操作指令がされていない場合は、水平自動スイッチ26と前後自動スイッチ27の状態を調べて、水平自動スイッチ26だけがオンしているときは、自動のローリング制御だけを実行し、両スイッチ26,27がオンしているときは、自動のローリング制御もピッチング制御も実行する。このとき、ローリング制御を優先して先に実行し、その後、ピッチング制御を実行する。
【0051】
図12に示すように、手動姿勢変更処理では、左上げスイッチ37bにて左上げが指令されていれば、右傾斜処理を実行する。尚、右傾斜処理では、右前シリンダC4及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に達するまで、右前シリンダC4を伸長作動させるとともに右後シリンダC5を短縮作動させ、右前シリンダC4及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されれば、左前シリンダC2及び左後シリンダC3のいずれかが上限位置に達するまで、左前シリンダC2を短縮作動させるとともに左後シリンダC3を伸長作動させる。
【0052】
又、右上げスイッチ37aにて右上げが指令されていれば、左傾斜処理を実行する。尚、左傾斜処理では、左前シリンダC2及び左後シリンダC3のいずれかが下限位置に達するまで、左前シリンダC2を伸長作動させるとともに左後シリンダC3を短縮作動させ、左前シリンダC2及び左後シリンダC3のいずれかが下限位置に操作されれば、右前シリンダC4及び右後シリンダC5のいずれかが上限位置に達するまで、右前シリンダC4を短縮作動させるとともに右後シリンダC5を伸長作動させる。
【0053】
又、後上げスイッチ40bにて後上げが指令されていれば、前傾斜処理を実行する。尚、前傾斜処理では、左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが下限位置に達するまで、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を伸長作動させ、左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが下限位置に操作されれば、左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが上限位置に達するまで、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を伸長作動させる。
【0054】
又、前上げスイッチ40aにて前上げが指令されていれば、後傾斜処理を実行する。尚、後傾斜処理では、左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に達するまで、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を短縮作動させ、左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されれば、左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが上限位置に達するまで、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を短縮作動させる。
【0055】
又、機体上げスイッチ38aにて機体上げが指令されていれば、機体上昇処理を実行する。尚、機体上昇処理では、左前シリンダC2が上限位置になるまで短縮作動させ、左後シリンダC3が上限位置になるまで伸長作動させ、右前シリンダC4が上限位置になるまで短縮作動させ、右後シリンダC5が上限位置になるまで伸長作動させる。
【0056】
又、機体下げスイッチ38bにて機体下げが指令されていれば、機体下降処理を実行する。尚、機体下降処理では、左前シリンダC2が下限位置になるまで伸長作動させ、左後シリンダC3が下限位置になるまで短縮作動させ、右前シリンダC4が下限位置になるまで伸長作動させ、右後シリンダC5が下限位置になるまで短縮作動させる。
【0057】
図13に示すように、自動のローリング制御では、左右傾斜角センサ23の検出値と、設定左右傾斜角に対応する信号値との偏差がローリング制御用の不感帯を機体本体Vの左傾斜側に外れていれば、機体右側の前後に位置する各ストロークセンサ20、21の検出情報に基づいて、右前シリンダC4及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC4,C5がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC4,C5のいずれかが下限位置に達するまで、右前シリンダC4を伸長作動させるとともに右後シリンダC5を短縮作動させる。右前シリンダC4及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されれば、左前シリンダC2及び左後シリンダC3のいずれかが上限位置に達するまで、左前シリンダC2を短縮作動させるとともに左後シリンダC3を伸長作動させる。
【0058】
左右傾斜角センサ23の検出値と、設定左右傾斜角に対応する信号値との偏差がローリング制御用の不感帯を機体本体Vの右傾斜側に外れていれば、機体左側の前後に位置する各ストロークセンサ18、19の検出情報に基づいて、左前シリンダC2及び左後シリンダC3のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC2,C3がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC2,C3のいずれかが下限位置に達するまで、左前シリンダC2を伸長作動させるとともに左後シリンダC3を短縮作動させる。左前シリンダC2及び左後シリンダC3のいずれかが下限位置に操作されれば、右前シリンダC4及び右後シリンダC5のいずれかが上限位置に達するまで、右前シリンダC4を短縮作動させるとともに右後シリンダC5を伸長作動させる。
このようにして、機体本体Vの高さを極力低くするようにしながら、機体本体Vの左右傾斜角と左右傾斜角設定器25にて設定された設定左右傾斜角との角度ずれが不感帯F内に収まるようにローリング制御を実行するのである。
【0059】
図14に示すように、自動のピッチング制御では、前後傾斜角センサ24の検出値と、水平状態に対応する信号値との偏差がピッチング制御用の不感帯を機体本体Vの前傾斜側に外れていると、走行状態検出手段400の検出情報に基づいて機体本体Vが前進中であるか後進中であるかを判断し、前後傾斜角センサ24の検出情報に基づいて機体本体Vが水平基準面に対して前傾斜側に前記設定前傾斜角以上に傾斜していないか否かを判断する。後進中であると判断した場合と、前進中であるが、機体本体Vが水平基準面に対して前傾斜側に前記設定前傾斜角以上に傾斜していると判断した場合とでは、機体後部に位置する左右のストロークセンサ19、21の検出情報に基づいて、左後シリンダC3と右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC3,C5がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC3,C5のいずれかが下限位置に達するまで、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を短縮作動させる。左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されれば、左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが上限位置に達するまで、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を短縮作動させる。
【0060】
そして、前進中であり、かつ、機体本体Vが水平基準面に対して前傾斜側に前記設定前傾斜角以上に傾斜している状態以外にあると判断した場合には、機体後部に位置する左右のストロークセンサ19、21の検出情報に基づいて、左後シリンダC3と右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC3,C5がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC3,C5のいずれかが下限位置に達するまで、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を短縮作動させる。左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されると、それでシリンダ操作を停止し、左前シリンダC2及び右前シリンダC4の短縮作動(機体本体Vの前端側を上昇させる側の作動)をさせない。
【0061】
前後傾斜角センサ24の検出値と、水平状態に対応する信号値との偏差がピッチング制御用の不感帯を機体本体Vの後傾斜側に外れていれば、走行状態検出手段400の検出情報に基づいて機体本体Vが前進中であるか後進中であるかを判断する。前進中であると判断した場合、機体前部に位置する左右のストロークセンサ18,20の検出情報に基づいて、左前シリンダC2と、右前シリンダC4のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC2,C4がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC2,C4のいずれかが下限位置に達するまで、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を伸張作動させる。左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが下限位置に操作されれば、左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが上限位置に達するまで、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を伸張作動させる。
【0062】
そして、後進中であると判断した場合は、機体前部に位置する左右のストロークセンサ18,20の検出情報に基づいて、左前シリンダC2と右前シリンダC4のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC2,C4がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC2,C4のいずれかが下限位置に達するまで、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を伸張作動させる。左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが下限位置に操作されると、それでシリンダ操作を停止し、左後シリンダC3及び右後シリンダC5の伸張作動(機体本体Vの後部を上昇させる側の作動)をさせない。
【0063】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
上記実施形態では、走行装置を、左右一対のクローラ走行装置1L,1Rで構成したが、これに限るものではなく、例えば、単一の走行装置でもよく、又、クローラ式ではなく車輪式の走行装置でもよい。
【0064】
上記実施形態では、左右傾斜角検出手段23及び前後傾斜角検出手段24を、重力式の傾斜角センサ23,24にて構成したが、これに限るものではなく、例えばレーザージャイロ等の角速度を検出するセンサの検出信号を積分して傾斜角を検出する手段でもよい。
【0065】
上記実施形態では、姿勢変更操作手段100を、機体本体Vの前後左右の4箇所に位置した4個の駆動手段C2〜C5にて構成したが、例えば、左右の走行装置を各別に昇降駆動する左右一対の駆動手段(ローリング用油圧シリンダ)と、左右の走行装置を一体的に前後方向に傾斜させる1個の駆動種手段(ピッチング用油圧シリンダ)とにて構成してもよい。
又、上記4個の駆動手段C2〜C5を構成する場合も、油圧シリンダ以外に、電動モータとネジ送り機構等からなる他の駆動手段にて構成してもよい。
【0066】
上記実施形態では、エンジンEからの動力を油圧式の無段変速装置47によって変速して走行装置1L,1Rに伝達するとともに、走行状態検出手段400を、上記無段走行装置47を変速操作する変速レバー51が中立位置Nに操作されているか否かを検出する中立スイッチ52、及び、変速レバー51が前進操作域Fに操作されているか否かを検出する前進スイッチ54にて構成したが、これに限るものではない。例えば、無段変速装置ではなく、スイッチ操作によって複数段(例えば、低速、中速、高速の3段式)に切り換えられる有段式の変速装置で変速された動力を走行装置に伝達する場合には、その各変速位置(低速、中速、高速)に切り換えられていることを検出する検出スイッチにて構成してもよい。
【0067】
上記実施形態では、刈取収穫機としてコンバインを例示したが、コンバイン以外の刈取収穫機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】コンバインの前部を示す側面図
【図2】走行装置の昇降操作構成を示す側面図
【図3】走行装置の昇降操作構成を示す側面図
【図4】走行装置の昇降操作構成を示す側面図
【図5】走行装置の昇降操作構成を示す側面図
【図6】コンバインの動力伝達図
【図7】制御構成を示すブロック図
【図8】姿勢変更操作用のスイッチユニットの正面図
【図9】左右傾斜角の設定値を示す図
【図10】機体本体の傾斜状態の検出要領を示す説明図
【図11】制御作動を示すフローチャート
【図12】制御作動を示すフローチャート
【図13】ローリング制御を示すフローチャート
【図14】ピッチング制御を示すフローチャート
【符号の説明】
1L,1R 走行装置
10 刈取部
24 前後傾斜角検出手段
100 姿勢変更操作手段
200 制御手段
400 走行状態検出手段
C2〜C5 駆動手段
V 機体本体
Claims (4)
- 走行装置の接地部に対して、前部に刈取部を昇降操作自在に備える機体本体の前後傾斜角を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、前記機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段と、この前後傾斜角検出手段の検出情報に基づいて、機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角が設定傾斜角に維持されるように、前記姿勢変更操作手段の作動を制御するピッチング制御を実行する制御手段とが設けられている刈取収穫機の姿勢制御装置であって、
前記姿勢変更操作手段が、機体本体における前部の走行装置の接地部に対する高さと、機体本体における後部の走行装置の接地部に対する高さとを各別に変更調節自在な一対の駆動手段を備えて構成され、
機体本体の走行状態を検出する走行状態検出手段が設けられ、
前記制御手段は、前記ピッチング制御において、前記一対の駆動手段を操作するように構成され、且つ、前記走行状態検出手段の検出情報に基づいて、機体本体の前進中においては、前記一対の駆動手段のうち、機体本体前部に作用する方の駆動手段を機体本体前部の上昇側には駆動させないように構成されている刈取収穫機の姿勢制御装置。 - 前記制御手段は、機体本体の後進中においては、前記一対の駆動手段のうち、機体本体後部に作用する方の駆動手段を機体本体後部の上昇側には駆動させないように構成されている請求項1記載の刈取収穫機の姿勢制御装置。
- 前記制御手段は、機体本体の前進中においても、機体本体が水平基準面に対して前傾斜側に設定前傾斜角以上に傾斜したことを検出された場合には、前記一対の駆動手段のうち、機体本体前部に作用する方の駆動手段を機体本体前部の上昇側に駆動操作するように構成されている請求項1又は2記載の刈取収穫機の姿勢制御装置。
- 機体本体の前部に作用する前記駆動手段として、機体本体の左側前部と右側前部とに各別に作用する2個の駆動手段が備えられ、機体本体の後部に作用する前記駆動手段として、機体本体の左側後部と右側後部とに各別に作用する2個の駆動手段が備えられ、
前記制御手段は、前記ピッチング制御において、前記4個の駆動手段のうち、左側前部及び右側前部に作用する2個の駆動手段と、左側後部及び右側後部に作用する2個の駆動手段のいずれか一方の2個の駆動手段を駆動停止させた状態で、他方の2個の駆動手段を駆動操作するように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の刈取収穫機の姿勢制御装置。
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