JP3882289B2

JP3882289B2 - 作業機のオフセット制御装置

Info

Publication number: JP3882289B2
Application number: JP26976897A
Authority: JP
Inventors: 勉渡部; 秀司石丸; 浩二小山
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1997-10-02
Filing date: 1997-10-02
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2017-10-02
Also published as: JPH11103615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業機のオフセット制御装置に関するものであり、特に、走行状況に応じて作業機を左右方向にオフセットさせる制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、トラクタ等の動力農機が傾斜地を等高線に沿って耕耘作業する場合、図１０に示すように、トラクタ１のステアリングハンドル２を中立位置にして直進状態のまま耕耘すると、トラクタ１及びロータリ作業機３が斜面の下方に横滑りしながら前進していく。この横滑りを防止するには、図１１に示すように、前輪４をやや傾斜の上方側へ操舵しながら前進すれば、トラクタ１は傾斜地を等高線に沿って走行することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１１に示すように、トラクタ１が斜め上向きになるため、前輪４より後輪５が傾斜下方を走行し、更に、ロータリ作業機３も前輪４より傾斜下方を通過する。従って、ロータリ作業機３の傾斜上方側に前輪の轍Ｔができ、傾斜上方に隣接する既耕地との間に未耕部分Ｎが残ることになる。
【０００４】
そこで、トラクタ等の動力農機にて傾斜地を耕耘する際に、前輪の轍による未耕部分が残らないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、機体（１０）の後部にリンク機構（１８）を介して作業機（２０）を連結し、機体（１０）に対して作業機（２０）を左右方向にオフセット可能に形成した作業機のオフセット制御装置であって、前記作業機（２０）を連結した機体（１０）が傾斜地を耕耘中に機体（１０）がローリングしたときは、作業機（２０）を傾斜の上方へオフセットするように構成した作業機のオフセット制御装置において、
上記リンク機構（１８）を構成する左右のロワーリンク（１９Ｌ，１９Ｒ）と機体（１０）との間に作業機（２０）のオフセット手段である伸縮ロッド（２１）を介装し、
制御入切スイッチ（２５）が入りであり、変速レバーが入り位置に操作され、作業機（２０）下降で、機体（１０）のローリング角が一定値以上であることを検知すると、コントローラ（３３）が傾斜地走行作業であると判断し、機体（１０）の右側が上方傾斜の場合、ステアリングハンドル（１４）を右方向に操舵することに伴い作業機（２０）のオフセット制御が開始され、該ステアリングハンドル（１４）の右への切れ角の増加に比例して伸縮ロッド（２１）が伸長して、作業機（２０）が機体右方向に徐々にオフセットされ、
他方、上記コントローラ（３３）が傾斜地走行作業であることを検知し、上記機体（１０）の左側が上方傾斜の場合、ステアリングハンドル（１４）を左方向に操舵することに伴い作業機（２０）のオフセット制御が開始され、該ステアリングハンドル（１４）の左への切れ角の増加に比例して伸縮ロッド（２１）が収縮して、作業機（２０）が機体左方向に徐々にオフセットされるように構成したことを特徴とする作業機のオフセット制御装置を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。図１は動力農機の一例としてトラクタ１０の平面を示し、運転席１１の左右に操作パネル１２Ｌ，１２Ｒが設けられ、変速レバーやポジションレバー等の操作レバーをはじめ、耕深設定スイッチ等の各種スイッチが取り付けられている。運転席１１の前方にはステアリングハンドル１４が設置されており、該ステアリングハンドル１４を回転することにより、前輪１５が左右に操舵される。ボンネット１６の内部に搭載されたエンジンの動力は、運転席１１の下方に設けられているトランスミッション（図示せず）により減速されて、後輪１７或いは前後輪１５，１７へ伝達される。
【０００７】
トラクタ１０の後部にはリンク機構１８が接続されているが、説明の都合上、リフトアームやトップリンク等の記載を省略し、左右のロワーリンク１９Ｌ，１９Ｒのみを図示してある。そして、該リンク機構１８を介してロータリ作業機２０が連結されている。
【０００８】
同図に示すように、左右何れかのロワーリンク（例えば右のロワーリンク１９Ｒ）とトラクタ１０の機体との間には、作業機のオフセット手段である伸縮ロッド２１を介装してある。該伸縮ロッド２１は油圧駆動或いは電気駆動により伸縮し、伸縮ストロークの範囲内で任意の長さに固定できる。該伸縮ロッド２１を伸長すれば、図２の実線で示すように、右のロワーリンク１９Ｒが押されて、ロータリ作業機２０がトラクタ１０の左側へ移動する。また、該伸縮ロッド２１を収縮すれば、同図の鎖線で示すように、右のロワーリンク１９Ｒが引かれて、ロータリ作業機２０がトラクタ１０の右側へ移動する。このように、伸縮ロッド２１を伸縮することにより、トラクタ１０に対してロータリ作業機２０を左右方向にオフセットできるように形成されている。
【０００９】
尚、図示は省略するが、伸縮ロッドを設ける代わりに、ロワーリンク１９Ｌ，１９Ｒの後端部にスライド機構を設け、このスライド機構の作動により前記ロータリ作業機２０を左右方向へスライドさせて、トラクタ１０に対してロータリ作業機２０を左右にオフセットさせるように構成することもできる。
【００１０】
而して、当該トラクタ１０が傾斜地を等高線に沿って耕耘作業する場合は、ステアリングハンドル１４を傾斜の上方へ操舵するとともに、前記伸縮ロッド２１を伸縮してロータリ作業機２０を傾斜の上方へオフセットさせる。例えば図３に示すように、トラクタ１０の右側が傾斜上方であるときは、ステアリングハンドル１４を回転して前輪１５を右側へ操舵しながら機体を前進させれば、該トラクタ１０は横滑りすることなく等高線に沿って走行する。
【００１１】
また、ステアリングハンドル１４を右側へ操舵すると同時に、伸縮ロッド２１を収縮してロータリ作業機２０を機体の右側（傾斜の上方）へオフセットする。斯かる状態でトラクタ１０を前進させれば、機体が斜め上向きで走行するためにできた前輪の轍Ｔは、オフセットされたロータリ作業機２０により耕耘されて消滅する。従って、傾斜上方に隣接する既耕耘地との間に未耕部分が残ることがなく、傾斜地を等高線に沿って連続的に耕耘することができる。そして、後述するようにロータリ作業機２０を上げ操作すれば、前記伸縮ロッド２１が中立位置に戻ってロータリ作業機２０は通常の位置に復帰する。
【００１２】
前記ロータリ作業機２０のオフセット量は傾斜地の勾配の大小により調整する必要があるが、次に、このオフセット量の制御について説明する。図４はロータリ作業機のオフセット制御装置のブロック図であり、制御入切スイッチ２５がオンのときにオフセット制御が実行される。トラクタの左右傾斜検出手段である傾斜センサ２６はトラクタのローリング角を検出し、トラクタの操舵量検出手段である操舵量センサ２７は、ステアリング機構部の回転角の変化やスライド長さの変化等から前輪の操向操作量を検出する。また、リフトアーム角センサ２８はロータリ作業機の昇降角度を検出する。そして、各検出信号は制御部であるコントローラ３３へ入力される。
【００１３】
この外、変速レバーの操作位置はポテンショメータ２９で検出し、ポジションレバーの操作位置はポテンショメータ３０で検出する。これらの設定信号は、コントローラ３３へ入力される。更に、ブレーキ圧設定器３１の設定信号もコントローラ３３へ送られる。
【００１４】
これらの入力信号に基づいて、コントローラ３３では傾斜地の勾配を演算し、前輪の操向操作量即ちステアリングハンドルの切れ角に応じて、電磁比例弁のソレノイド３４ａまたは３４ｂへ制御信号を出力し、前記伸縮ロッド２１を伸縮してロータリ作業機２０を左右方向へオフセットさせる。
【００１５】
トラクタ１０の旋回時には、作業機上昇用の電磁比例弁のソレノイド３５ａへ制御信号を出力し、作業機昇降用の油圧シリンダ（図示せず）を伸長してリフトアームを上方へ回動し、ロータリ作業機２０を上昇させて旋回中の引きずりを防止するとともに、トラクタ１０の旋回終了後には、作業機下降用の電磁比例弁のソレノイド３５ｂへ制御信号を出力し、作業機昇降用の油圧シリンダを収縮してリフトアームを下方へ回動し、ロータリ作業機２０を接地させる。
【００１６】
また、トラクタ１０の旋回時には、ロータリ作業機２０の上昇指令と同時に、左右後輪ブレーキ用の電磁比例弁のソレノイド３６ａまたは３６ｂへ制御信号を出力し、旋回内側の後輪にブレーキを掛けて機体の旋回半径を小さくする。
【００１７】
図５は前記伸縮ロッド２１の駆動回路であり、該伸縮ロッド２１は油圧駆動にて伸縮する。コントローラ３３から電磁比例弁２２の一方のソレノイド３４ａに制御信号が出力されると、電磁比例弁２２が中立位置（イ）から左位置（ロ）に切り換わり、油圧ポンプ２３の作動油が伸縮ロッド２１のボトム側ポート２１ａへ供給される。従って、該伸縮ロッド２１が伸長し、右のロワーリンク１９Ｒが押されて、ロータリ作業機２０がトラクタ１０の左側へオフセットする。
【００１８】
これに対して、コントローラ３３から電磁比例弁２２の他方のソレノイド３４ｂに制御信号が出力されると、電磁比例弁２２が右位置（ハ）に切り換わり、油圧ポンプ２３の作動油が伸縮ロッド２１のトップ側ポート２１ｂへ供給される。従って、該伸縮ロッド２１が収縮し、右のロワーリンク１９Ｒが引かれて、ロータリ作業機２０がトラクタ１０の右側へオフセットする。
【００１９】
尚、前記伸縮ロッド２１の伸縮作動は油圧駆動に限定されず、電気駆動によっても伸縮させることができる。図示は省略するが、例えば電動モータの駆動により、ネジシャフトを回転させて伸縮ロッドを伸縮したり、或いはラックギヤと噛合するピニオンギヤを回転して伸縮ロッドを伸縮させることも可能である。
【００２０】
図６はロータリ作業機のオフセット制御のフローチャートであり、先ず各種センサの検出信号とレバーやスイッチ等の設定信号を読み込む（ステップ１）。そして、制御入切スイッチ２５が入であることを判別し（ステップ２）、変速レバーが入位置に操作され（ステップ３）、ロータリ作業機２０が下降しており（ステップ４）、且つ、機体のローリング角が一定値以上であるときは（ステップ５）、トラクタ１０がロータリ作業機２０を接地させて傾斜地を耕耘中であると判断できる。
【００２１】
更に、ステアリングハンドルの切れ角θが一定角度α以上で−定時間継続して操舵されたときは（ステップ６）、オぺレータがステアリングハンドル１４を傾斜の上方へ操舵しながら、トラクタ１０を等高線に沿って走行させている状態であるので、ステアリングハンドルの切れ角θに応じて電磁比例弁のソレノイド３４ａまたは３４ｂへ制御信号を出力し、電磁比例弁２２を開放位置（前述のロ位置またはハ位置）に切り換える（ステップ７）。従って、前記伸縮ロッド２１に作動油が供給されて伸縮作動し（ステップ８）、ロータリ作業機２０が左右何れかの方向へオフセットされる。
【００２２】
尚、ステップ２で制御入切スイッチが切状態であるとき、ステップ３で変速レバーが入位置に操作されていない（機体停止中）とき、ステップ４でロータリ作業機が下降していない（作業機上昇中）とき、ステップ５で機体のローリング角が一定値未満である（傾斜勾配小）とき、ステップ６でステアリングハンドルの切れ角θが一定角度α未満、または切れ角θが一定角度α以上でも一定時間継続されないときは、夫々ステップ９へ進む。ステップ９では、伸縮ロッド２１を中立位置に保持すべく、電磁比例弁のソレノイド３４ａまたは３４ｂへの制御信号を出力しないか、或いは、既に伸縮ロッド２１が伸縮作動しているときは中立位置に戻すべく、電磁比例弁のソレノイド３４ａまたは３４ｂへ制御信号を出力する。斯くして、前記伸縮ロッド２１が中立位置になり、ロータリ作業機２０のオフセットが解除されて通常の作業姿勢となる。
【００２３】
図７はステアリングハンドルの切れ角と伸縮ロッドの伸縮量との関係を表したグラフであり、ステアリングハンドル１４が中立位置のときは伸縮ロッド２１も中立位置にあり、ロータリ作業機２０は左右何れの方向にもオフセットされない。トラクタ１０の右側が傾斜の上方である場合は、オペレータがステアリングハンドル１４を右方向へ操舵するため、ロータリ作業機のオフセット制御が開始されて、ステアリングハンドルの右への切れ角（正方向のラジアンで表示）の増加に比例して伸縮ロッド２１が伸長する。従って、ロータリ作業機２０は機体の右方向へ徐々にオフセットされ、ステアリングハンドルの切れ角が最大（＋２π）になったときに伸縮ロッド２１が最長となるため、ロータリ作業機２０が右方向へ最大にオフセットされる。
【００２４】
これに対して、トラクタ１ 0の左側が傾斜の上方である場合は、オペレータがステアリングハンドル１４を左方向へ操舵するため、ロータリ作業機のオフセット制御が開始されて、ステアリングハンドルの左への切れ角（負方向のラジアンで表示）の増加に比例して伸縮ロッド２１が収縮する。従って、ロータリ作業機２０は機体の左方向へ徐々にオフセットされ、ステアリングハンドルの切れ角がへ最大（−２π）になったときに伸縮ロッド２１が最短となるため、ロータリ作業機２０が左方向へ最大にオフセットされる。
【００２５】
図８は本発明の他の実施の形態を示し、既耕地に隣接する未耕耘地を耕耘する場合は、ロータリ作業機２０が一定の幅Ｌだけ既耕地とオーバーラップするようにトラクタ１０を走行させる。そして、耕耘作業中に何らかの原因でトラクタ１０が既耕地から離れてしまったときは、ステアリンクハンドル１４を既耕地側へ操舵してトラクタ１０を戻そうとするため、機体が斜めになって前輪の轍Ｔができる。
【００２６】
しかし、ロータリ作業機のオフセット制御により、ステアリングハンドル１４の切れ角に応じて前記伸縮ロッド２１を収縮すれば、ロータリ作業機２０がトラクタ１０の右側（既耕地側）へオフセットされるので、前輪の轍Ｔはロータリ作業機２０により耕耘されて消滅する。従って、隣接する既耕地との間に未耕部分が残ることがなく、隣接耕耘作業が容易になる。
【００２７】
図９は圃場の端部でトラクタ１０が旋回する様子を示し、矢印Ａ₁の方向に耕耘してきたトラクタ１０が旋回するために、ステアリングハンドル１４を一定角度以上左側へ操舵すれば、旋回制御が実行されてロータリ作業機２０を一旦上昇させるとともに、旋回内側の左後輪１７にブレーキを掛けて機体の旋回半径を小さくする。そして、矢印Ａ₂のようにトラクタ１０が旋回して反対方向へ向いたときに、ロータリ作業機２０を下降させて圃場に接地するとともに、左後輪１７のブレーキを解除する。そして、矢印Ａ₃の方向に走行しながら耕耘作業を再開するが、旋回半径が大きくなった場合は、旋回前の耕耘部分Ｗ₁と旋回後の耕耘部分Ｗ₂との間に未耕部分Ｎが残る虞がある。
【００２８】
このように、トラクタ１０が圃場を往復しながら隣接耕耘作業を行う場合に、ロータリ作業機のオフセット制御を実行して、旋回内側方向へロータリ作業機２０をオフセットさせれば、反対方向へ耕耘を再開するときにロータリ作業機２０が既耕地とオーバーラップするため、既耕地との間に未耕部分が残ることがなくなる。このとき、伸縮ロッド２１の伸縮量は旋回制御の強弱により変化させる。例えば、旋回内側の後輪に掛かるブレーキ圧が大きく設定されている場合は、伸縮ロッド２１の伸縮量を大にしてロータリ作業機を大きくオフセットさせ、ブレーキ圧が小さく設定されている場合は、伸縮ロッド２１の伸縮量を小にしてロータリ作業機を小さくオフセットさせる。
【００２９】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ではトラクタ等の作業機のオフセット制御装置にて傾斜地を等高線に沿って耕耘する際に、機体の横滑りを防止すべく前輪を傾斜の上方へ操縦し、機体が斜め上向きになって走行することによって前輪の轍ができたとしても、リンク機構（１８）を構成する左右のロワーリンク（１９Ｌ，１９Ｒ）と機体（１０）との間に作業機（２０）のオフセット手段である伸縮ロッド（２１）を介装し、作業機（２０）下降で、機体のローリング角が一定値以上であって、且つコントローラ（３３）が傾斜地走行作業であることを検知し、機体（１０）の右側が上方傾斜の場合、ステアリングハンドル（１４）を右方向に操舵することに伴い作業機（２０）のオフセット制御が開始され、該ステアリングハンドル（１４）の右への切れ角の増加に比例して伸縮ロッド（２１）が伸長して、作業機（２０）が機体右方向に徐々にオフセットされ、他方、上記コントローラ（３３）が傾斜地走行作業であることを検知し、上記機体（１０）の左側が上方傾斜の場合、ステアリングハンドル（１４）を左方向に操舵することに伴い作業機（２０）のオフセット制御が開始され、該ステアリングハンドル（１４）の左への切れ角の増加に比例して伸縮ロッド（２１）が収縮して、作業機（２０）が機体左方向に徐々にオフセットされるように構成しているため、前輪の轍はオフセットされた作業機によって消滅する。
【００３１】
そして、上記オフセット制御装置を備えた作業機が圃場を往復しながら隣接耕耘作業を行なう場合に、ロータリ作業機のオフセット制御を実行して、旋回内側方向へロータリ作業機２０をオフセットさせれば、反対方向へ耕耘を再開するときにロータリ作業機２０が既耕地とオーバーラップするため、既耕地との間に未耕部分が残ることがなくなる。
斯くして、本発明の作業機のオフセット制御装置においては、傾斜上方に隣接する既耕耘地との間に未耕部分が残ることがなく、傾斜地を等高線に沿って連続的に耕耘することができ、耕耘作業の実践的有用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、トラクタの平面図。
【図２】本発明の実施の形態を示し、伸縮ロッドを作動してロータリ作業機をオフセットさせた状態のトラクタの平面図。
【図３】本発明の実施の形態を示し、トラクタが傾斜地を等高線に沿って耕耘作業する工程を説明する平面図。
【図４】本発明の実施の形態を示し、ロータリ作業機のオフセット制御装置のブロック図。
【図５】本発明の実施の形態を示し、伸縮ロッドの駆動回路図。
【図６】本発明の実施の形態を示し、ロータリ作業機のオフセット制御のフローチャート。
【図７】本発明の実施の形態を示し、ステアリングハンドルの切れ角と伸縮ロッドの伸縮量との関係を表したグラフ。
【図８】本発明の他の実施の形態を示し、トラクタが既耕地に隣接する未耕耘地を耕耘する工程を説明する平面図。
【図９】本発明の他の実施の形態を示し、トラクタが圃場の端部で旋回する工程を説明する平面図。
【図１０】従来のトラクタが傾斜地を横滑りしながら耕耘作業する様子を示す平面図。
【図１１】従来のトラクタが傾斜地を等高線に沿って耕耘作業する様子を示す平面図。
【符号の説明】
１０トラクタ（機体）
１４ステアリングハンドル
１８リンク機構
１９Ｌ，１９Ｒロワーリンク
２０ロータリ作業機
２１伸縮ロッド
３３コントローラ

Claims

機体（１０）の後部にリンク機構（１８）を介して作業機（２０）を連結し、機体（１０）に対して作業機（２０）を左右方向にオフセット可能に形成した作業機のオフセット制御装置であって、前記作業機（２０）を連結した機体（１０）が傾斜地を耕耘中に機体（１０）がローリングしたときは、作業機（２０）を傾斜の上方へオフセットするように構成した作業機のオフセット制御装置において、
上記リンク機構（１８）を構成する左右のロワーリンク（１９Ｌ，１９Ｒ）と機体（１０）との間に作業機（２０）のオフセット手段である伸縮ロッド（２１）を介装し、制御入切スイッチ（２５）が入りであり、変速レバーが入り位置に操作され、作業機（２０）下降で、機体（１０）のローリング角が一定値以上であることを検知すると、コントローラ（３３）が傾斜地走行作業であると判断し、機体（１０）の右側が上方傾斜の場合、
ステアリングハンドル（１４）を右方向に操舵することに伴い作業機（２０）のオフセット制御が開始され、該ステアリングハンドル（１４）の右への切れ角の増加に比例して伸縮ロッド（２１）が伸長して、作業機（２０）が機体右方向に徐々にオフセットされ、
他方、上記コントローラ（３３）が傾斜地走行作業であることを検知し、上記機体（１０）の左側が上方傾斜の場合、
ステアリングハンドル（１４）を左方向に操舵することに伴い作業機（２０）のオフセット制御が開始され、該ステアリングハンドル（１４）の左への切れ角の増加に比例して伸縮ロッド（２１）が収縮して、作業機（２０）が機体左方向に徐々にオフセットされるように構成したことを特徴とする作業機のオフセット制御装置。