JP4050010B2 - Working vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農業機械、建設機械等の作業用走行車の技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、農業機械、建設機械等の作業用走行車においては、押土作業を行うブレードを機体に装着し、整地、均平等の作業を行う場合がある。この種の作業を行う場合には、通常、機体と同等の幅寸法を有するブレードを用いるが、圃場整地作業の如く作業負荷が比較的小さい作業においては、幅広なブレードを用いて作業効率を向上させることが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、幅広なブレードを機体に装着した場合、ブレード動作に伴って機体バランスが変化し、特に上昇状態でブレードをチルト動作させると、機体バランスが大きく変化し、走行安定性が低下する不都合があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、押土作業を行うブレードを、昇降動作およびチルト動作自在に連結した作業用走行車であって、該作業用走行車に、前記ブレードの非作業状態を判断する非作業状態判断手段と、前記ブレードが非作業状態であると判断したとき、前記ブレードのチルト動作を制限するチルト動作制限手段とを設けるにあたり、前記非作業状態判断手段は、前記ブレードの左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサの検出信号と、走行機体の左右傾斜角を検出する傾斜センサの検出信号とに基づいて前記ブレードの非作業状態を判断することを特徴とする作業用走行車である。つまり、非作業時におけるブレードのチルト動作によって機体バランスが大きく変化する不都合を回避し、走行安定性を向上させることができる。しかも複数のセンサ信号に基づいてブレードの非作業状態を判断することにより、判断精度を高めることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、1は履帯式トラクタの走行機体であって、該走行機体1の後部には、耕耘作業アタッチメントであるロータリ作業機(後側作業機)2が昇降リンク機構3を介して装着されている。昇降リンク機構3には、リフトアームシリンダ4およびリフトロッドシリンダ5が設けられており、ロータリ作業機2は、リフトアームシリンダ4の伸縮に応じて昇降すると共に、リフトロッドシリンダ5の伸縮に応じて左右傾斜する。
【0006】
一方、走行機体1の前部には、押土作業アタッチメントであるブレード作業機(前側作業機)6が装着されている。ブレード作業機6は、機体前部に上下回動自在に連結されるリフトフレーム7と、該リフトフレーム7の前端部に前後回動自在に連結されるアングルフレーム8と、該アングルフレーム8に上下回動自在に連結されるブレード9と、上記アングルフレーム8の左右両端部をガイドするガイドレール10と、走行機体1とリフトフレーム7との間に介設される左右一対のリフトシリンダ11と、リフトフレーム7とアングルフレーム8との間に介設される左右一対のアングルシリンダ12と、アングルフレーム8とブレード9との間に介設されるチルトシリンダ13とを備えて構成される。押土部材であるブレード9は、リフトシリンダ11の伸縮に応じてリフト動作(昇降)すると共に、アングルシリンダ12の伸縮に応じてアングル動作(前後傾斜)し、さらに、チルトシリンダ13の伸縮に応じてチルト動作する。
【0007】
上記ブレード9は、前後方向を向くチルト支軸(チルト動作支点)14を介してアングルフレーム8に支持され、アングルフレーム8は、上下方向を向くアングル支軸(アングル動作支点)15を介してリフトフレーム7に支持されている。チルト支軸14は、アングル支軸15の下方近傍に設けられており、少なくとも正面視においては、チルト支軸14がアングル支軸15の延長線上に位置する。これにより、チルト動作に伴う負荷や、アングル動作に伴う負荷を可及的に小さくして、チルト動作およびアングル動作の安定性を向上させることができ、しかも、チルト動作におけるアングル動作の影響や、アングル動作におけるチルト動作の影響を小さくし、チルト動作とアングル動作との同時動作を円滑に行うことが可能になる。
【0008】
次に、2種類のブレード作業機6A、6Bを図3〜図6に沿って説明する。図3および図4に示すブレード作業機6Aは、ブレード9の左右両端部に、上下回動自在な延長ブレード16を備えている。ブレード9と延長ブレード16との間には、折り畳みリンク機構17が介設されており、さらに、折り畳みリンク機構17の枢軸18とブレード9の上部との間には、折り畳みシリンダ19が介設されている。つまり、折り畳みシリンダ19が伸長すると、延長ブレード16が作業姿勢となり、ブレード作業機6Aの作業幅が拡張される一方、折り畳みシリンダ19が縮小すると、延長ブレード16が上方に回動してブレード9の上方に折畳み状に格納される。これにより、非作業走行時や機体格納時においては、延長ブレード16を折畳み状に格納して走行性や格納性を向上させることができ、また、作業時においては、作業条件に応じて作業幅を任意に切換えることが可能になる。
【0009】
図5および図6に示すブレード作業機6Bは、ブレード9の左右両端部に、前後回動自在な延長ブレード20を備えている。ブレード9と延長ブレード20との間には、折り畳みシリンダ(図示せず)が介設されており、該折り畳みシリンダが伸長すると、延長ブレード20が作業姿勢となり、ブレード作業機6Bの作業幅が拡張される一方、折り畳みシリンダが縮小すると、延長ブレード20が後方に略90゜回動し、機体前部の左右両側に沿うように格納される。これにより、ブレード作業機6Aと同等の効果を得ることができる許りでなく、折り畳み時においても良好な前方視界を確保することが可能になる。
【0010】
ロータリ作業機2およびブレード作業機6には、それぞれマスト21F、21Rが立設されており、各マスト21F、21Rの上端側には、上下方向に所定の受光幅を有するレーザ受光器22F、22Rが取付けられている。作業現場や圃場の所定箇所には、水平方向もしくは任意の傾斜方向にレーザ光を回転投光するレーザ投光器(図示せず)が設置されており、該レーザ投光器から投光されたレーザ光が上記レーザ受光器22F、22Rによって受光される。これにより、レーザ光を基準とするロータリ作業機2およびブレード作業機6の作業高さを検出することが可能になる。また、マスト21F、21Rは、伸縮自在に構成されると共に、マスト伸縮動作用のマストシリンダ23F、23R(電動シリンダ)を備えており、該マストシリンダ23F、23Rによるマスト21F、21Rの伸縮動作によって、後述するレーザ制御における作業機2、6の基準高さが設定される。
【0011】
走行機体1上には、操作部24が構成されている。操作部24は、キャブ25で覆われており、その内部には、オペレータが座る運転席26と、機体を操向するステアリングホイール27と、走行変速レバー28等の既存の操作具が設けられるサイドパネル29と、後述するアタッチメント用操作具が設けられるアタッチメント操作パネル30と、前記レーザ受光器22F、22Rの受光レベルを表示する受光レベル表示器31とを備えている。運転席26は、左右両側に肘掛部26aを備えて構成され、前後位置調整機構(図示せず)および上下位置調整機構(図示せず)を介して操作部24の中央部に設置される。サイドパネル29は、前後位置調整自在に構成されており、オペレータの体格や好みに応じて運転席26を位置調整した後、運転席26の側方に配置されるサイドパネル29の前後位置を調整することにより、サイドパネル29の位置が最適化される。
【0012】
アタッチメント操作パネル30は、運転席26とサイドパネル29との間に配置されている。これにより、最も操作し易い運転席26の側方位置にアタッチメント用操作具を配置することが可能になり、しかも、アタッチメント用操作具および既存操作具を集中配置して操作性の向上を図ることが可能になる。また、アタッチメント操作パネル30は、サイドパネル29の内側部に取付ボス32を介して一体的に取付けられている。そのため、サイドパネル29の前後位置調整機能を利用してアタッチメント用操作具の前後位置を調整することが可能になる。また、アタッチメント操作パネル30は、運転席26の右側に設けられる肘掛部26aの前方延長線上に配置されている。これにより、肘掛部26aに肘を載せた状態でアタッチメント用操作具を操作でき、その結果、安定した操作ができると共に、オペレータの疲労を軽減することが可能になる。さらに、アタッチメント操作パネル30は、平面視で逆L字状に曲折するように形成されており、曲折部の内側コーナー部が、サイドパネル29のコーナー部に沿うようにサイドパネル29に取付けられている。そのため、アタッチメント操作パネル30を直線的に構成する場合に比べ、その占有スペースを小さくすることができ、しかも、既存のサイドパネル29と後付のアタッチメント操作パネル30との一体感を高めることが可能になる。
【0013】
アタッチメント操作パネル30には、前方作業機用操作具として、ブレード9をリフト操作するためのジョイスティックレバー33と、チルト自動制御(ブレード傾斜自動制御)をON/OFFするためのチルト自動スイッチ34と、後述するレーザ自動制御をON/OFFするためのレーザ自動スイッチ35と、延長ブレード16、20を開閉操作するためのドーザ開閉スイッチ36と、前側マスト21Fを伸縮操作するためのマストシリンダスイッチ37とが設けられると共に、後方作業機用操作具として、後述するレーザ自動制御をON/OFFするためのレーザ自動スイッチ38と、後側マスト21Rを伸縮操作するためのマストシリンダスイッチ39と、油圧動作するアタッチメントを装着した場合に使用される油圧操作スイッチ40と、レーザ制御と深さ自動制御とを切換えるための制御切換スイッチ41と、ロータリ作業機2を昇降操作するためのクイックアップスイッチ42と、ロータリ作業機2の上げ高さを設定するための上げ高さ設定ボリューム43と、装着する作業機に応じて制御を切換えるための作業機切換ボリューム44と、深さ自動制御をON/OFFするための深さ自動スイッチ45と、深さ自動制御の目標深さを設定するための深さ設定ボリューム46と、傾き自動制御をON/OFFするための傾き自動スイッチ47と、傾き自動制御の目標傾斜を設定するための傾斜設定ボリューム48とが設けられており、さらに、前方作業機用操作具と後方作業機用操作具との間には、受光レベル表示器31の表示を切換えるための表示切換スイッチ49が設けられている。
【0014】
上記の前方作業機用操作具33〜37は、アタッチメント操作パネル30の前側に配置され、後方作業機用操作具38〜48は、アタッチメント操作パネル30の後側に配置されている。そのため、前後の作業機2、6に対応する操作具の認識が容易になり、アタッチメント用操作具の操作性が向上する。また、後方作業機用操作具38〜48が設けられるアタッチメント操作パネル30の後側が平坦であるのに対し、前方作業機用操作具33〜37が設けられるアタッチメント操作パネル30の前側は、前高高低状に傾斜している。これにより、前後の作業機2、6に対応する操作具を明確に区別することが可能になる。
【0015】
受光レベル表示器31は、レーザ受光器22F、22Rの受光レベルを発光表示するように構成されている。本実施形態では、キャブ25内の右前方コーナー部に受光レベル表示器31が配置されており、そのため、キャブ25の室外(ボンネット等)に配置した場合に比べ、受光レベル表示器31の視認性が向上すると共に、受光レベル表示器31の外的障害物による破損等を防止することが可能になる。
【0016】
走行機体1は、前方作業機を制御するための第一制御部50と、後方作業機を制御するための第二制御部51とを備えている。第一制御部50には、前述したレーザ受光器22F、マストシリンダ23F、受光レベル表示器31、前方作業機用操作具34〜37、表示切換スイッチ49および第二制御部51が接続され、さらには、ブレード9のリフト角を検出するリフト角センサ52と、ブレード9のアングル角を検出するアングル角センサ53と、ブレード9のチルト角を検出するチルト角センサ54と、ジョイスティックレバー33の操作角を検出するレバー角センサ55と、ジョイスティックレバー33の握り部に設けられるアングル操作スイッチ56およびチルト操作スイッチ57と、ブレード9の左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサ58(静電容量式傾斜センサ)と、リフトシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド59および縮小ソレノイド60と、アングルシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド61および縮小ソレノイド62と、チルトシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド63および縮小ソレノイド64と、折り畳みシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド65および縮小ソレノイド66とが接続されている。
【0017】
第二制御部51には、前述したレーザ受光器22R、マストシリンダ23R、後方作業機用操作具38〜48および第一制御部50が接続され、さらには、既存の操作具であるポジションレバー67(後方作業機昇降レバー)のレバー操作角を検出するポジションセンサ68と、ロータリ作業機2の耕耘深さを検出する耕深センサ69と、リフトアーム角を検出するリフトアームセンサ70と、リフトロッド長を検出するリフトロッドセンサ71と、走行機体1の左右傾斜角を検出する機体傾斜センサ72(静電容量式傾斜センサ)と、リフトアームシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド73および縮小ソレノイド74と、リフトロッドシリンダ用電磁バルブの伸長ソレノイド75および縮小ソレノイド76とが接続されている。
【0018】
第一制御部50は、レーザ受光器22Fのレーザ受光レベルに応じてブレード作業機6を自動的に昇降制御する前方作業機用のレーザ制御手段(レーザ制御ルーチン)を備え、また、第二制御部51は、レーザ受光器22Rのレーザ受光レベルに応じてロータリ作業機2を自動的に昇降制御する後方作業機用のレーザ自動制御手段を備えている。これにより、一台のレーザ投光器から投光されるレーザ光を基準とし、ブレード作業機6およびロータリ作業機2の作業高さを独立的に同時制御することができ、その結果、前後の作業機高さにバラツキが生じる不都合を解消し、作業精度および作業効率を向上させることが可能になる。
【0019】
次に、第一制御部50の制御手順をフローチャートに沿って説明する。第一制御部50のメインルーチンにおいては、所定の初期設定ルーチンが実行された後、手動制御ルーチンと、レーザ自動制御ルーチンと、チルト自動制御ルーチンと、表示制御ルーチンとが繰返し実行される。表示制御ルーチンでは、まず、表示切換スイッチ49の切換位置が判断される。切換位置が前側である場合には、前側レーザ受光器22Fの受光レベルデータを受光レベル表示器31に送信する一方、切換位置が後側である場合には、後側レーザ受光器22Rの受光レベルデータを受光レベル表示器31に送信することにより、表示切換スイッチ49の切換位置に対応したレーザ受光器22F、22Rの受光レベルを受光レベル表示器31に表示させる。つまり、複数のレーザ受光器22F、22Rを備えるものでありながら、受光レベル表示器31を単一とし、必要に応じて表示対象のレーザ受光器22F、22Rを切り換えるように構成される。これにより、レーザ受光器22F、22Rの数だけ受光レベル表示部31を設ける場合に比して部品点数の削減およびコストダウンを図ることが可能になる。
【0020】
手動制御ルーチンでは、まず、レバー角センサ55、アングル操作スイッチ56およびチルト操作スイッチ57の信号変化を判断し、該信号変化に応じて対応するバルブデータ(ブレード上昇データを除く)をセットするデータセットルーチンが実行される。その後、レバー角センサ55の検出信号に基づいてブレード上昇操作を判断し、該判断がYESの場合は、ブレード上昇データをセットすると共に、バルブデータセットフラグおよび上限値確認タイマをセットする。バルブデータフラグをセットした後は、上限値確認タイマの計時終了を判断し、該判断がYESになった場合には、チルトシリンダ13を水平位置にセットし、チルト自動制御によるブレード9のチルト動作を制限する。つまり、ブレード9が所定時間以上に亘って上昇動作した場合には、ブレード9が非作業状態であると判断してブレード9のチルト動作を制限するため、機体旋回等の非作業時におけるブレード9のチルト動作により、機体バランスが大きく変化する不都合を回避し、走行安定性を向上させることが可能になる。
【0021】
レーザ自動制御ルーチンでは、まず、レーザ自動スイッチ35のON/OFFを判断し、これがONである場合には、さらに、レーザ受光器22Fがレーザ受光範囲内であるか否かが判断される。そして、この判断がYESの場合は、レーザ受光器22Fのレーザ受光レベルに応じてブレード9を自動的に昇降させるレーザ制御ルーチンが実行される。一方、上記判断がNOの場合は、ブレード9が上昇中であるか否かが判断され、該判断がYESである場合には、チルトシリンダ13を水平位置にセットし、チルト自動制御によるブレード9のチルト動作を制限する。つまり、ブレード9が上昇動作状態で、且つ、レーザ光がレーザ受光器22Fの受光範囲から外れたときも、ブレード9が非作業状態であると判断し、ブレード9のチルト動作を制限している。
【0022】
チルト自動制御ルーチンでは、まず、チルト自動スイッチ34のON/OFFを判断し、これがONである場合には、さらに、ブレード傾斜センサ値が通常変化状態か否かが判断される。そして、この判断がYESの場合は、ブレード傾斜センサ値に応じてブレード9を自動的に水平制御するチルト制御ルーチンが実行される。一方、上記判断がNOの場合は、機体傾斜センサ値が通常変化状態か否かが判断され、該判断がNOである場合には、チルトシリンダ13を水平位置にセットし、チルト自動制御によるブレード9のチルト動作を制限する。つまり、傾斜センサ58、72の検出値が機体旋回時に急激な変化を示すことに着目し、該検出値変化に基づいてブレード9の非作業状態を判断しており、また、二つの傾斜センサ値を参照することによって誤認を防止している。
【0023】
叙述の如く構成されたものにおいて、押土作業を行うブレード9を、昇降動作およびチルト動作自在に連結した走行機体1において、前記ブレード9の非作業状態を判断すると共に、前記ブレード9が非作業状態であると判断したとき、前記ブレード9のチルト動作を制限するようにしたため、非作業時におけるブレード9のチルト動作によって機体バランスが大きく変化する不都合を回避し、走行安定性を向上させることができる。
【0024】
また、前記ブレード9の左右傾斜角を検出するブレード傾斜センサ58の検出信号と、走行機体1の左右傾斜角を検出する機体傾斜センサ72の検出信号とに基づいて前記ブレード9の非作業状態を判断するため、単一のセンサ信号に基づいてブレード9の非作業状態を判断する場合に比べ、判断精度を高めることができる。
【0025】
また、前記ブレード9に、作業高さの基準となるレーザ光を受光するレーザ受光器22Fを設けると共に、該レーザ受光器22Fの受光レベルに応じて前記ブレード9の作業高さを自動制御するにあたり、前記ブレード9が上昇動作状態で、且つ、前記レーザ光が前記レーザ受光器22Fの受光範囲から外れたとき、前記ブレード9が非作業状態であると判断して前記ブレード9のチルト動作を制限するため、単一の条件に基づいてブレード9の非作業状態を判断する場合に比べ、判断精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】履帯式トラクタの側面図である。
【図2】ブレード作業機の正面図である。
【図3】ブレード展開状態を示すブレード作業機の斜視図である。
【図4】ブレード折り畳み状態を示す同上斜視図である。
【図5】ブレード作業機(ブレード展開状態)の他例を示す斜視図である。
【図6】ブレード折り畳み状態を示す同上斜視図である。
【図7】操作部の平面図である。
【図8】アタッチメント操作パネルの平面図である。
【図9】同上側面図である。
【図10】第一制御部および第二制御部の入出力を示すブロック図である。
【図11】第一制御部のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図12】表示制御ルーチンのフローチャートである。
【図13】手動制御ルーチンのフローチャートである。
【図14】レーザ自動制御ルーチンのフローチャートである。
【図15】チルト自動制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
1 走行機体
2 ロータリ作業機
6 ブレード作業機
14 チルト支軸
15 アングル支軸
22 レーザ受光器
24 操作部
26 運転席
26a 肘掛部
29 サイドパネル
30 アタッチメント操作パネル
31 受光レベル表示器
50 第一制御部
51 第二制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of working vehicles such as agricultural machines and construction machines.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a working vehicle such as an agricultural machine or a construction machine, there are cases where a blade for performing a earthing work is attached to the airframe to perform work such as leveling and leveling. When performing this type of work, blades with the same width as the machine are usually used. However, for work with a relatively low work load, such as field leveling work, a wide blade is used to improve work efficiency. It has been proposed to let
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a wide blade is mounted on the aircraft, the balance of the aircraft will change as the blade moves, and if the blade is tilted in the raised state, the balance of the aircraft will change significantly, resulting in a decrease in running stability. It was.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention was created in view of the above-described circumstances in order to solve these problems, and the invention of
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings,
[0006]
On the other hand, a blade working machine (front working machine) 6, which is a pushing work attachment, is attached to the front portion of the
[0007]
The
[0008]
Next, two types of
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
An
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The front working
[0015]
The received
[0016]
The traveling
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
Next, a control procedure of the
[0020]
In the manual control routine, first, a data set that determines signal changes of the lever angle sensor 55, the angle operation switch 56, and the tilt operation switch 57, and sets corresponding valve data (excluding blade ascent data) according to the signal changes. The routine is executed. Thereafter, the blade raising operation is determined based on the detection signal of the lever angle sensor 55. If the determination is YES, the blade raising data is set, and the valve data set flag and the upper limit value confirmation timer are set. After the valve data flag is set, it is determined whether the upper limit value confirmation timer has ended. If the determination is YES, the
[0021]
In the laser automatic control routine, first, it is determined whether or not the laser
[0022]
In the automatic tilt control routine, it is first determined whether the
[0023]
In the structure configured as described above, in the traveling
[0024]
Further, the non-working state of the
[0025]
In addition, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a crawler tractor.
FIG. 2 is a front view of the blade working machine.
FIG. 3 is a perspective view of a blade working machine showing a blade unfolded state.
FIG. 4 is a perspective view of the blade folded state.
FIG. 5 is a perspective view showing another example of a blade working machine (blade unfolded state).
FIG. 6 is a perspective view showing the folded state of the blade.
FIG. 7 is a plan view of an operation unit.
FIG. 8 is a plan view of an attachment operation panel.
FIG. 9 is a side view of the same.
FIG. 10 is a block diagram showing input / output of a first control unit and a second control unit.
FIG. 11 is a flowchart showing a main routine of the first control unit.
FIG. 12 is a flowchart of a display control routine.
FIG. 13 is a flowchart of a manual control routine.
FIG. 14 is a flowchart of a laser automatic control routine.
FIG. 15 is a flowchart of an automatic tilt control routine.
[Explanation of symbols]
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