JP6737576B2 - Agricultural work machine power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、農作業機の給電システムに関し、特に、トラクタに装着して農作業を行う作業機へワイヤレス給電を介して給電する農作業機の給電システムに関する。 The present invention relates to a power supply system for an agricultural work machine, and more particularly, to a power supply system for an agricultural work machine that wirelessly supplies power to a work machine mounted on a tractor to perform agricultural work.
トラクタに装着して農作業を行う作業機では、その作業機が有するアクチュエータ等の出力機器の電源としてトラクタ側に設置されたバッテリーを使用していることが多い。このとき、トラクタ側のバッテリーとは、ハーネスを介して供給されていた。 In a working machine that is mounted on a tractor to perform agricultural work, a battery installed on the tractor side is often used as a power source for an output device such as an actuator of the working machine. At this time, the battery on the tractor side was supplied via the harness.
一方、作業機は、農作業の内容によって、別の種類の作業機をトラクタに付け替えて農作業を行う。そのため、トラクタに配置したバッテリーと作業機を接続するハーネスは、途中にコネクタを設け作業機を取り替える際に脱着可能となっている場合が多い。 On the other hand, the working machine performs agricultural work by replacing another type of working machine with a tractor depending on the content of the agricultural work. Therefore, the harness that connects the battery arranged on the tractor and the working machine is often detachable when the working machine is replaced by providing a connector on the way.
そのため、作業者は、トラクタに作業機を付け替える際に、トラクタと作業機の間にあるコネクタの脱着を行う必要がある。このため、特許文献1では、トラクタと作業機の間のワイヤレス給電を介することで給電のためのハーネスの取り付け、取り外しが不要となるシステムが記載されている。
Therefore, the operator needs to attach and detach the connector between the tractor and the working machine when changing the working machine to the tractor. For this reason,
特許文献1には、無線受信部を有する構成も記載されている。無線受信部は、無線送信部からの信号を受けるために待ち受け状態となっているが、この状態だと待ち受けのための一定の電力を消費している。このため、ワイヤレス給電が行われない場合に無線受信部のスイッチを切らずに長時間放置しておくと蓄電装置に貯めた電力を消費してしまうことになる。すると、蓄電装置からの電源出力が十分でなくなり、蓄電装置に蓄電されるまでは、出力の大きいアクチュエータを作動させることができない問題が生じた。
本発明は、上記課題に鑑みて、トラクタからトラクタに装着して農作業を行う作業機へワイヤレス給電した電力を蓄電部に貯めて、この蓄電部に貯めた電力の消費を低減させることができる農作業機の給電システムを提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is capable of accumulating electric power wirelessly supplied from a tractor to a working machine mounted on the tractor to perform agricultural work in a power storage unit and reducing consumption of the power stored in the power storage unit. It is intended to provide a power supply system for a machine.
上記目的を達成するため、本発明の農作業機の給電システムの一つは、トラクタと脱着可能で農作業を行う作業機に適用する給電システムであって、前記トラクタ側に設置され前記トラクタに有する電源とスイッチを介して接続される送電部と、前記作業機に設置される受電部と、前記作業機に設置され前記受電部と接続される作業機側無線部と、前記作業機に設置され前記受電部と接続される蓄電部と、前記作業機に設置される制御部と、前記作業機に設置される電流制御部と、前記作業機に設置されるアクチュエータとを有し、前記制御部は、前記作業機側無線部が受信した信号に基づき前記アクチュエータを制御し、前記送電部から前記受電部へはワイヤレス給電が可能であり、前記ワイヤレス給電された電力は前記作業機側無線部の電源となり、かつ、前記蓄電部に蓄えられ、前記蓄電部に蓄えられた電力は前記アクチュエータの作動時に供給され、前記電流制御部は前記受電部へワイヤレス給電されていないと判断したときは前記蓄電部に蓄えられた電力が前記作業機側無線部で消費されないように制御し、前記作業機側無線部は、前記ワイヤレス給電された電力が蓄えられる無線部用蓄電部を有し、前記無線部用蓄電部は前記作業機側無線部の電源となることが可能であることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記電流制御部でワイヤレス給電をしていないか否かの判断は、前記受電部からの電流が一定以上流れていないか否かで判断することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, one of the power supply systems for agricultural work machines of the present invention is a power supply system that is applied to a work machine that is detachable from a tractor and that performs agricultural work, and that is installed on the tractor side and has a power supply for the tractor. And a power transmission unit connected via a switch, a power reception unit installed in the work machine, a work machine side wireless unit installed in the work machine and connected to the power reception unit, and installed in the work machine A power storage unit connected to the power receiving unit, a control unit installed in the work machine, a current control unit installed in the work machine, and an actuator installed in the work machine, wherein the control unit is , The actuator is controlled based on a signal received by the working machine side wireless unit, wireless power can be supplied from the power transmitting unit to the power receiving unit, and the wirelessly supplied power is a power source of the working unit side wireless unit. And the power stored in the power storage unit is supplied when the actuator operates, and the current control unit determines that the power receiving unit is not wirelessly powered to the power storage unit. Control is performed so that the power stored in the work machine side wireless unit is not consumed, and the work machine side wireless unit includes a power storage unit for the wireless unit that stores the wirelessly-powered power. The power storage unit can be a power source for the work unit side wireless unit.
Furthermore, one of the power supply systems for agricultural working machines of the present invention determines whether or not wireless power supply is not being performed by the current control unit, by determining whether or not the current from the power receiving unit is flowing above a certain level. It is characterized by
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記蓄電部に蓄えられた電力が一定以上の場合に、前記受電部から前記蓄電部への送電を止める蓄電制御部を有していることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記蓄電部は、バッテリー又はキャパシタであることを特徴とする。
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、無線部を有し、前記作業機側無線部は、前記無線部から操作信号を受信することを特徴とする。
Further, one of the power supply systems for agricultural working machines of the present invention has a power storage control unit that stops power transmission from the power receiving unit to the power storage unit when the power stored in the power storage unit is a certain amount or more. Is characterized by.
Furthermore, one of the power feeding systems for agricultural working machines of the present invention is characterized in that the power storage unit is a battery or a capacitor.
Further, one of the power feeding systems for agricultural working machines of the present invention has a wireless section, and the working machine side wireless section receives an operation signal from the wireless section.
さらに本発明の農作業機の給電システムの一つは、前記トラクタに有する電源は前記トラクタが有するバッテリーであり、前記スイッチは前記トラクタの始動のためのスイッチであることを特徴とする。 Further, one of the power feeding systems of the agricultural working machine of the present invention is characterized in that the power source included in the tractor is a battery included in the tractor, and the switch is a switch for starting the tractor .
本発明によれば、農作業機の給電システムにおいて、トラクタからトラクタに装着して農作業を行う作業機へワイヤレス給電した電力を蓄電部に貯めて、この蓄電部に貯めた電力の消費を低減させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the electric power feeding system of an agricultural machine, the electric power wirelessly supplied from the tractor to the tractor to the working machine that performs agricultural work is stored in the power storage unit to reduce the consumption of the power stored in this power storage unit. You can
本発明を実施するための形態を説明する。 Modes for carrying out the present invention will be described.
図1は、実施例1の農作業機の給電システムにおける全体構成図である。図2は、実施例1のワイヤレス給電の説明図である。 1 is an overall configuration diagram of a power supply system for an agricultural work machine according to a first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of wireless power supply according to the first embodiment.
本発明は、トラクタ1側から作業機2側へ、送電部14と受電部21の間のワイヤレス給電を介して電力(電気)を供給できるシステムである。
The present invention is a system that can supply electric power (electricity) from the
トラクタ1には、トラクタバッテリー11、電源ハーネス12、スイッチ13、送電部14を有している。また、無線部10はトラクタ1の運転席4近傍に配置可能となっている。
The
作業機2には、受電部21、作業機側無線部22、蓄電部23、制御部24、小電力機器25、リレー26、アクチュエータ27を有している。また、電気的に接続するためのプラスライン30、マイナスライン31、給電ライン32、蓄電ライン33、分岐ライン34を有している。さらに、蓄電制御部41、電流制御部42、検出部43を有しており、これらは電流制御ユニット40としてもよい。さらに、情報的に接続するための通信ライン38を有している。
The
無線部10は、情報を無線で作業機側無線部22に送信可能な装置である。無線部10は、操作スイッチを有する操作部を有することができ、操作部の操作による情報を操作信号として無線送信により作業機側無線部22へ送信できるようにすることができる。操作部には、アクチュエータ27や小電力機器25を作動させる押しボタンスイッチ等のスイッチを有していてもよい。このとき、操作部は、無線部10と一体としてもよいし、配線等を通じ別体とすることも可能である。さらに無線部10には、表示部を有して、必要な情報を表示させてもよい。このとき、表示部は、無線部10と一体としてもよいし、配線等を通じ別体とすることも可能である。また、無線部10は、必要に応じて作業機側無線部22からの情報を無線で受信するようにしてもよい。
The
トラクタバッテリー11は、トラクタ1に設置されている。トラクタバッテリー11は、送電部14へ電気を送る直流の電源となれる。また、トラクタ1からのエンジン動力を利用して充電させる構成を有していてもよい。また、トラクタ1に必要な電気も供給するバッテリーであってもよい。
The
電源ハーネス12は、トラクタバッテリー11と送電部14を接続するハーネス(配線)である。途中にスイッチ13を介している。
The
スイッチ13は、ON(入)のときは、トラクタバッテリー11からの電力が送電部14へ送られOFF(切)のときは、トラクタバッテリー11からの電力が送電部14へ送られない。スイッチ13は、トラクタ1のエンジン始動等のトラクタを始動させるスイッチと共有することもでき、例えば、エンジン始動のためのキーを回転させるときにONとなるキースイッチの構成とすることができる。これにより、トラクタのキースイッチ(トラクタを始動させるスイッチ)がONになっているときに電力を供給することができ、作業者がトラクタを始動させればスイッチ13はONとなる。またこれ以外に、スイッチ13を運転席4近傍に配置するように配線してトラクタ1に乗車した作業者が状況に応じて入切できるスイッチとしてもよい。
When the
送電部14は、受電部21とワイヤレス給電を行うための送電側の装置であり、電源ハーネス12を介して送られてきたトラクタバッテリー11からの電力をワイヤレス送電用に変換して送電する。このため、送電部14は、電力を変換してワイヤレスで送電するために必要なデバイスを有している。また、送電部14はトラクタ1側の作業機2に近い位置に配置することでワイヤレス給電を行いやすくできる。
The
受電部21は、送電部14とワイヤレス給電を行うための受電側の装置であり、送電部14から受電して電力へ変換する。変換された電力は、プラスライン30へ送られる。このため、受電部21は、ワイヤレスで受電して電力への変換に必要なデバイスを有している。また、受電部21は、プラスライン30とマイナスライン31と接続されており、マイナスライン31は変換後の回路のマイナス側に接続され、プラスライン30は変換後の回路のプラス側で接続されている。
The
送電部14と受電部21との間で行うワイヤレス給電の方式について説明する。ワイヤレス給電の種類として、例えば、「電磁誘導」、「磁気共鳴」、「マイクロ波・レーザ光」の方式が挙げられる。「電磁誘導」の方式は、電磁誘導により一次側のコイルから二次側のコイルに電力を送る方式である。「磁気共鳴」の方式は、共振を利用して電力を伝送する方式である。「マイクロ波・レーザ光(無線)」の方式は、マイクロ波やレーザ光による送電を行う方式である。
A method of wireless power feeding performed between the
これらの方式を適用させる場合、送電部14と受電部21は、これらの方式に合うように構成される。例えば、「電磁誘導」の方式なら、送電部14は交流を発生させるシステムと一次側コイルを有し、受電部21は二次側コイルと整流するシステムを有している構成があげられる。また、「磁気共鳴」の方式であるならば、送電部14は一定の周波数を発生させるためのシステムとコイルを有し、受電部21はコイルと整流するシステムを有する構成があげられる。
When applying these methods, the
作業機側無線部22は、無線部10からの無線による信号を受信する。無線部10から信号を受信した場合は、通信ライン38を介して制御部24へ送られる。また、分かり易くするために、電源が入っている場合の表示や、受信状態を示す表示等を追加してもよい。また、作業機側無線部22は、制御部24から得られる情報を無線部10へ送信してもよい。また、作業機側無線部22の電源は、ワイヤレス給電を介して得られた電気を使用でき、作業機側無線部22は、送電部14と受電部21の間のワイヤレス給電で送電される電力の範囲内で作動するものである。作業機側無線部22には、接続部22aを有して、給電ライン32及びマイナスライン31の接続部32aと脱着可能なコネクタ部としてもよい。なお、作業機側無線部22は、無線部10からの無線による信号を受信することが可能な受信可能状態(待ち受け状態)とする場合は一定の電力を必要とする。
The work machine
蓄電部23は、蓄電機能のある装置で構成され、電力が蓄えられる。蓄電部23は、例えば、ニッケル水素電池や鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウム電池等で構成されるバッテリーや、キャパシタなどが適用できる。バッテリーであれば、充電により蓄電され、供給された電力が蓄えられる。
The
制御部24は、作業機側無線部22で受信した操作信号をもとにアクチュエータ27を制御する。また、必要に応じて小電力機器25の制御や、小電力機器25からの情報を取得して制御に反映する。制御部24と作業機側無線部22との間は、情報のやりとりが可能な通信ライン38のみが接続されており、電力をやりとりする配線はされていない。制御部24は、制御のために必要な電子デバイス等で構成され、コントロールボックスとしてボックス内に格納して独立させることができる。
The
小電力機器25は、小電力で作動する機器であり、例えば、LEDを含むランプ、センサ、ブザー、スイッチ等があげられる。ここで小電力について、少なくとも、送電部14と受電部21のワイヤレス給電を介した電力で直接まかなえる範囲内、もしくは、作業機側無線部22と合わせて直接まかなえる範囲内であれば小電力ということができる。小電力機器25は、制御部24の制御により作動する機器、もしくは制御部24へ情報を提供できる機器があげられる。
The
リレー26は、制御部24の指令によりアクチュエータ27を作動させるためのリレー回路で構成されている。これは必要に応じて設けられ、例えば、アクチュエータ27が消費電力の大きい電動油圧シリンダであれば使用するとよい。また、リレー回路以外でも大きな電流を流せる半導体(例えば、FET、CMOS、トランジスタなど)でもよい。
The
アクチュエータ27は、制御部24の制御により作動する。例えば、電動油圧シリンダやモータなどがあげられる。実施例1では、蓄電部23からの電力を利用して作動させることができる。
The
プラスライン30は、一方が受電部21のプラス側に接続され、他方は分岐点36で給電ライン32と蓄電ライン33に分岐される。また、途中には蓄電制御部41を有している。
One of the
マイナスライン31は、一端が受電部21のマイナス側に接続され、途中で分岐して、分岐した一方の他端が蓄電部23のマイナス側に、分岐した他方の他端が作業機側無線部22のマイナス側に接続されている導線である。ここで、マイナスライン31は0Vの基準となる導線であり、アースしてもよい。
One end of the
給電ライン32は、一端がプラスライン30の分岐点36で接続され、他端が作業機側無線部22のプラス側に接続されている導線である。
The
蓄電ライン33は、一端がプラスライン30の分岐点36で接続され、他端が蓄電部23のプラス側に接続されている導線である。また、途中には電流制御部42を有している。
The
分岐ライン34は、マイナスライン31の途中と蓄電ライン33の途中から分岐して、制御部24、小電力機器25、リレー26、アクチュエータ27へ電気を送るための導線である。図1では制御部24とリレー26の間をつなぐ配線に接続されている。
The
通信ライン38は、作業機側無線部22と制御部24を接続されており、ここでは、情報のみやりとりをするための通信線であり、電力のやりとりは行わない。
The
制御部24と、小電力機器25と、リレー26と、アクチュエータ27は配線で接続されており、必要に応じて電気的なやりとりや情報的のやりとりが可能な配線とする。
The
蓄電制御部41は、蓄電部23の蓄電量が一定以上になったら、これを検知し受電部21からの電力を蓄電部23へ送らないようにするものである。また、蓄電部23の蓄電量が一定以下となったら、これを検知し受電部21からの電力を蓄電部23へ送るようにするものである。蓄電制御部41は、例えば、IC等で構成される半導体等によるスイッチとして、蓄電部23の蓄電量が一定以上になったことを判別した場合は、蓄電ライン33への回路を切って送電を止めるようにする。また、蓄電部23の蓄電量が一定以下になったことを判別した場合は、蓄電ライン33への回路を入れて蓄電部23へ送電を行うようにする。これらにより例えば蓄電部23の寿命が短くなることを防止できる。
When the amount of electricity stored in the
ここで、蓄電部23がバッテリーである場合、蓄電制御部41は充電を制御する。充電を止めるための条件である一定以上充電したことの判別は、蓄電部23のプラス(蓄電ライン33)とマイナス(マイナスライン31)の電圧が一定以上となる場合、もしくは、蓄電部23への電流が一定以下となる場合、もしくは、これらを組み合わせて蓄電部23のプラスとマイナスの電圧が一定以上で、かつ、蓄電部23への電流が一定以下となる場合に蓄電部23が一定以上充電したことを判別することができる。電圧が一定以上となる場合としては、標準の電圧よりも予め定めた高い値となった場合である。また、電流が一定以下となる場合としては、通常充電時に流れる電流よりも相当量少ない電流となる場合である。また、一定以上充電した状態は、例えば、ほぼ満充電の状態とすることができる。また、充電を止めていた場合に、充電を開始させるための条件として、蓄電部23のプラスとマイナスの電圧が予め定めた一定以下の電圧となる場合とすることができる。ここでの一定以下の電圧の値は、充電時の標準の電圧より高いが、上記充電を止めるための条件である一定以上の電圧の値よりも低い値を採用する。
Here, when the
蓄電制御部41は、図2では分岐点36よりも受電部21側のプラスライン30の途中に設けられているが、この場合は蓄電制御部41に整流のための機能を有していてもよい。一方、蓄電制御部41を分岐点36よりも蓄電部23側である蓄電ライン33の途中に設けることもできる。ただし、分岐ライン34の分岐点よりも受電部21側でないと、蓄電量が一定以上の場合に蓄電部23から、アクチュエータ27等に分岐ライン34を介して電力が供給できなくなる。
Although the power
電流制御部42は、ワイヤレス給電がされていない(適切にワイヤレス給電がされていないときも含むことが可)と判断したときは、蓄電部23からの電力を作業機側無線部22へ送らないようにするものである。例えば、リレー等によるスイッチとして、分岐点36よりも蓄電部23側である蓄電ライン33の途中に設けられる。この場合、送電部14と受電部21がワイヤレス給電中は、この電流を検出部43で感知して、電流制御部42内のスイッチをONとする。このときは、受電部21で受電したワイヤレス給電による電流が作業機側無線部22へ流れている。また、ワイヤレス給電をしていないときはワイヤレス給電による電流を検出部43で感知せずに電流制御部42内のスイッチをOFFとして、蓄電部23の電流が作業機側無線部22へ流れないように遮断する。
The
さらに、電流制御部42は、ワイヤレス給電中の電流が十分でない場合は、スイッチをONとしないようにしてもよい。すなわち検出部43で感知する受電部21からの電流が一定以上のみの場合に電流制御部42内のスイッチをONとし、それ以外はOFFとする。これにより、送電部14と受電部21の対向が不十分で作業機側無線部22へ電力が適切に供給されない場合も電流制御部42内のスイッチをOFFとすることができる。この場合、電流制御部42は送電部14と受電部21の対向検出部としての機能を果たす。
Furthermore, the
さらに、電流制御部42は、受電部21から蓄電部23の方向へ電流が流れている場合のみに電流制御部42内のスイッチをONとするようにしてもよい。これは、回路中にダイオードを設ける等として受電部21から蓄電部23の方向へ電流を感知したときに電流制御部42内のスイッチをONとすることで実現可能である。すなわち、蓄電部23から受電部21へ電流が流れても電流制御部42内のスイッチはONとならない。この場合、電流制御部42は、蓄電部23のプラスマイナスを逆に取り付けてしまった場合の他の機器の故障を防止する逆接検出部としての機能を果たす。
Further, the
また、電流制御部42は、給電ライン32の途中に設けてもよい。ただし、この場合は、逆接検出部としての機能は十分に発揮しないが、ワイヤレス給電検出部や対向検出部の機能を果たしている。
The
ここで、上述した蓄電制御部41、電流制御部42、検出部43は、電流制御ユニット40として、受電部21に一体として設けることも可能である。また図2のように別体として設けることも可能である。また、これらの一部を受電部21と一体として設けることも可能である。
Here, the power
次に電気の流れについて説明する。 Next, the flow of electricity will be described.
トラクタ1に作業機2が取り付けられ送電部14と受電部21が対向されている状態で、トラクタ1側のスイッチ13がONのときは、トラクタバッテリー11からの電力は、送電部14へ送られ受電部21へワイヤレスで給電され、受電部21で電力へ変換される。このとき、受電部21へ送られた電気を検出部43で感知して電流制御部42のスイッチはONとなり、蓄電ライン33は接続されている。受電部21で変換された電力は、プラスライン30、給電ライン32を通って作業機側無線部22の電源とすることができる。すなわち、スイッチ13がONのときは、作業機側無線部22に電力が供給され受信可能状態とでき、無線部10からの無線による信号を受信することが可能となる。さらに、受電部21からの電力はプラスライン30、蓄電ライン33を通って蓄電部23にも送られて電気が蓄電される。また、蓄電部23の蓄電量が一定以上になった場合は、上述した蓄電制御部41の作用によりそれ以上充電されなくなる。このとき、蓄電制御部41内のスイッチでプラスライン30が切断されるため、作業機側無線部22へは蓄電部23から電力が供給される。また、蓄電部23に蓄えられた電気は、蓄電ライン33、分岐ライン34等を通って、制御部24、小電力機器25、リレー26、アクチュエータ27へ送電可能で有り、これらの電源とすることができる。また、ワイヤレスで給電された供給される電力が足りれば、受電部21からプラスライン30、蓄電ライン33、分岐ライン34を通って制御部24や小電力機器25へ電気を直接供給することもでき、また、アクチュエータ27の電力の一部をまかなってもよい。
When the work implement 2 is attached to the
なお、分岐点36を蓄電制御部41と受電部21の間に設けて、蓄電制御部41が分岐点36よりも蓄電部23側である蓄電ライン33中に設けられている場合は、蓄電部23の蓄電量が一定以上になった場合でも作業機側無線部22へは受電部21からプラスライン30、給電ライン32を通って電力が供給されることが可能となる。
When the
スイッチ13がOFFのときは、トラクタバッテリー11からの電力は、送電部14へ送られない。このため、受電部21から電気は送られず、作業機側無線部22にも電気が送られない。一方、蓄電部23に蓄えられた電力は、(電流制御部42が分岐ライン34との分岐よりも受電部21側であれば)蓄電ライン33、分岐ライン34を通って、制御部24、小電力機器25、リレー26、アクチュエータ27へ送電可能であるが、作業機側無線部22へは上述した電流制御部42の作用により送られない。このため、作業機側無線部22に電気は流れず無線部10からの信号受信はできなくなるが、トラクタ1のスイッチ13がOFFのときは、蓄電部23からの電力が作業機側無線部22により消費されることはないため蓄電部23の無駄な電力消費を防止できる。なお、作業機2をトラクタ1から取り外した際もワイヤレス給電ができないため作業機2側ではスイッチ13がOFFの状態と同様となる。また、送電部14と受電部21の対向が不十分で作業機側無線部22へ電力が十分供給されない場合も同様の制御が可能である。
When the
図3は、本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す側面図である。図4は、本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す平面図である。図5は、本発明の農作業機の給電システムが適用される作業機の一例を示す正面図である。図3〜5の作業機2は折りたたみ機構を備えた代掻き作業機50であり、入力軸51側をトラクタ1に装着し、カバー52や均平板53の内で代掻き爪が回転することにより代掻き作業を行う。なお、図3では、代掻き作業機50をトラクタ1に装着した図となっており、トラクタ1の図は簡略して主な図示をタイヤ3としている。
FIG. 3 is a side view showing an example of a work machine to which the power supply system for an agricultural work machine according to the present invention is applied. FIG. 4 is a plan view showing an example of a work machine to which the power supply system for an agricultural work machine according to the present invention is applied. FIG. 5: is a front view which shows an example of the working machine to which the electric power feeding system of the agricultural working machine of this invention is applied. The working
電動油圧シリンダ56は、シリンダが伸び縮みすることにより、回動機構57を作用させサイド作業部55を折りたたみ、代掻き作業機50の全幅を短くすることができる。延長レーキ開閉装置60は、内部のモータが回転することにより、制御バー62やワイヤ63を介して延長レーキ61を左右に回動させ、延長レーキ61を使用するか否かを選択することができる。これら、電動油圧シリンダ56や、延長レーキ開閉装置60(のモータ)をアクチュエータ27として、無線部10の操作部により操作することができ、効率のよい農作業を行うことができる。特に電動油圧シリンダ56は消費電力が大きく、送電部14から受電部21へ送電される電力を上回ることが想定される。
When the electric
トラクタ1に連結装置80を取り付けて図3に示すように代掻き作業機50(作業機2)を装着する。連結装置80のトラクタ1への取付は、トラクタ1のトップリンク5の先端を連結装置80の上部中央で前側(トラクタ1側)に設置された取付孔82に取り付け、トラクタ1の左右のロワリンク6の先端を連結装置80の下部両側の取付ピン89にそれぞれ取り付ければ、トラクタ1に連結装置80が取り付けられる。
The
代掻き作業機50側では、連結装置80に装着させるための連結器具(マスト71、ヒッチ73)を備える。マスト71は、入力軸51が備えられているミッションケース75の上部に取り付けられ、左右のヒッチ73は、それぞれミッションケース75の両端にあるフレームパイプ76に接合された取付板77に取り付けられる。マスト71の先端には、トップピン72が備えられ、ヒッチ73先端には、ロワピン74が備えられている。
On the side of the
作業者は、連結装置80をトラクタ1に取り付けた状態で、ハンドル91を引き、トラクタ1の運転席でロワリンク6を操作し連結装置80を上昇させて、下側から、連結装置80の上部中央で後ろ側(代掻き作業機50側)に設置されたトップフック81をマスト71のトップピン72に引っかける。すると、ヒッチ73のロワピン74が連結装置80の下部両側に接合される側板85の後ろ側に形成された溝88に入り、ジョイント7の先端も入力軸51に挿入される。これにより作業機2が三点で支持される。そして、ハンドル91を戻して(押して)、ハンドル91に連動するフック84をロックすれば装着が完了する。
The operator pulls the
このとき、送電部14を連結装置80側に取り付け、受電部21を代掻き作業機50(作業機2)側に取り付けして、連結装置80に代掻き作業機50を取り付けた場合に、送電部14と受電部21が対向してワイヤレスで給電できる位置になるようにしておけば、作業者は、トラクタ1に作業機2を脱着する際に、トラクタ1から降りて、給電のための接続をする必要がない。具体例として、送電部14は、連結装置80のトップフック81及び取付孔82を有する上部部材90(図3)側と側板85側を接続するメインパイプ83に送電側取付部材101を取り付け、そこに設置される。送電部14の設置は送電側取付部材101の後ろ側に送電部14が配置されるようにする。受電部21は、ヒッチ73のプレートに受電側取付部材102を取り付け、そこに設置される。このとき、受電側取付部材102は受電部21の取り付け高さを合わせるためヒッチ73よりも上部に延びて形成され、受電部21が受電側取付部材102の上部前側に配置されるようにする。連結装置80に代掻き作業機50を取り付けた場合に、送電部14と受電部21が同じ高さと同じ横方向の位置で対向して接近する。この接近する距離は例えば、0mmから20mm、好ましくは5mmから10mmなどとすることができる。
At this time, when the
また、図3〜5の例では、作業機側無線部22と、蓄電部23は、カバー52上に、制御部24は、ミッションケース75上部に取り付けられている。
Further, in the examples of FIGS. 3 to 5, the work machine
例えば、作業者が電動油圧シリンダ56を動かしたい場合は、トラクタ1のキースイッチをONとするなどして、スイッチ13をONとする。そして、無線部10の操作部の操作により、操作信号を作業機側無線部22へ送る。そうすることで、制御部24の制御により、蓄電部23から供給される電力で電動油圧シリンダ56を作動させることができる。
For example, when the operator wants to move the electric
図6は、実施例2の農作業機の給電システムにおける配線概略図である。実施例2では、実施例1と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。 FIG. 6 is a schematic wiring diagram of the power supply system for the agricultural working machine according to the second embodiment. In the second embodiment, points different from the first embodiment will be mainly described, and the same portions are denoted by the same reference numerals.
実施例2では、作業機側無線部22に無線部用蓄電部28を設けた点が実施例1と異なる。無線部用蓄電部28は、作業機側無線部22の電源とすることができる。無線部用蓄電部28は、蓄電機能のある装置で構成される。例えば、ニッケル水素電池や鉛蓄電池、リチウムイオン電池、リチウム電池等で構成されるバッテリーや、キャパシタなどが適用できる。なお、実施例2では電流制御部42は、分岐ライン34との分岐よりも受電部21側の蓄電ライン33の途中に有している必要がある。
The second embodiment is different from the first embodiment in that the work unit
スイッチ13がONのときは、実施例1と基本的に同様であるが、受電部21からの電力は、作業機側無線部22及び蓄電部23の他に、無線部用蓄電部28にも送られ蓄電される。なお、蓄電部23の蓄電量が一定以上になった場合は、蓄電制御部41内のスイッチでプラスライン30が切断されるため、作業機側無線部22の電源は無線部用蓄電部28か蓄電部23のいずれか、又は、両方を利用することができる。さらに、分岐点36を蓄電制御部41と受電部21の間に設けた場合は、蓄電部23の蓄電量が一定以上になった場合でも受電部21から作業機側無線部22と無線部用蓄電部28へ電力が供給することが可能となる。
When the
また、スイッチ13がOFFのときは、トラクタバッテリー11からの電力は、送電部14と受電部21の間でワイヤレス給電が行われていないため、作業機側無線部22にも送られない。しかし、無線部用蓄電部28を電源として作業機側無線部22が作用するため、貯めた電気がすべて消費されるまでの一定時間は無線部10からの無線による信号を受信することが可能となる。一方で、蓄電部23に蓄えられた電気は、蓄電ライン33、分岐ライン34を通って、制御部24、小電力機器25、リレー26、アクチュエータ27へ送電可能であるので、無線部10の操作部の操作で、アクチュエータ27や小電力機器25の操作が可能となる。すなわち、スイッチ13がOFFのときや作業機2をトラクタ1から取り外した際も、アクチュエータ27や小電力機器25の操作が可能となる。
Further, when the
また、無線部用蓄電部28と蓄電部23は別々に構成されているため、電流制御部42の作用により、ワイヤレス給電がされていない(適切にワイヤレス給電がされていないときも含むことが可)と判断したときは、蓄電部23に貯めた電力を作業機側無線部22で消費することがない。このため、作業を再開するときであっても、蓄電部23の電力が作業機側無線部22により消費されないままアクチュエータ27や小電力機器25を作動させることができる。一方で作業機側無線部22は、送電部14と受電部21のワイヤレス給電で電力がまかなえるので、無線部用蓄電部28に貯めた電力がなくなった場合でもトラクタ1に作業機2を装着して、スイッチ13をONとすれば、すぐに通信が可能となる。なお、蓄電部23は大きな出力を必要とするアクチュエータ27の電源となるので、無線部用蓄電部28よりも容量を大きくすることができる。
Further, since the wireless unit
また、作業機側無線部22に関係する小電力機器25’であれば、無線部用蓄電部28と接続させてこれを電源としてもよい。
Further, in the case of the
図7は、実施例3の農作業機の給電システムにおける全体構成図である。実施例3では、実施例1と異なる点について主に説明し、同一の箇所には同一の符号を付してある。 FIG. 7 is an overall configuration diagram of the power supply system for the agricultural working machine according to the third embodiment. In the third embodiment, points different from the first embodiment will be mainly described, and the same portions are denoted by the same reference numerals.
トラクタ1には、トラクタバッテリー11、電源ハーネス12、スイッチ13、送電部14を有しており、無線部10はトラクタ1の運転席4近傍に配置可能となっている点は実施例1と同様である。
The
作業機2には、受電部21’、作業機側無線部22、小電力機器25を有している。また、受電部21’と作業機側無線部22は、給電ライン32’により電気的に接続されており、作業機側無線部22と小電力機器25も配線で接続されている。
The
受電部21’は、実施例1の受電部21とワイヤレス給電の方式は同様である。一方で、受電部21’は、マイナスライン31’、給電ライン32’と接続されている。マイナスライン31’は、一端はワイヤレス給電の変換後の回路のマイナス側に接続され、他端は作業機側無線部22のマイナス側に接続される。給電ライン32’は、一端はワイヤレス給電の変換後の回路のプラス側に接続され、他端は作業機側無線部22のプラス側で接続される。
The
小電力機器25は、実施例1と同様であるが、この実施例3では、作業機側無線部22と小電力機器25を合わせて、送電部14と受電部21’のワイヤレス給電を介した電力で直接まかなえる範囲内で作動するようにする。
The small
スイッチ13がONのときは、トラクタバッテリー11からの電力は、送電部14へ送られ受電部21’へワイヤレスで給電される。そして、受電部21’で電力へ変換されて、給電ライン32’を通って作業機側無線部22の電源とすることができる。すなわち、スイッチ13がONのときは、作業機側無線部22が受信可能状態とでき無線部10からの無線による信号を受信することが可能となる。このときこの信号をもとにさらに小電力機器25を制御することができる。さらに、作業機側無線部22と接続された小電力機器25の電源ともなる。
When the
スイッチ13がOFFのときは、トラクタバッテリー11からの電力は、送電部14へ送られない。このため、受電部21’からは、作業機側無線部22、小電力機器25へ電気が送られないためこれらは作動しない。
When the
なお、実施例3は、実施例2の無線部用蓄電部28を作業機側無線部22に有していてもよい。この場合はスイッチ13がOFFのときでも一定時間だけ作業機側無線部22と小電力機器25を作動させることができる。
The working example 3 may include the wireless unit
以上のように、本発明の実施例について説明したが、本発明は例示した代掻き作業機に限らず、トラクタに装着して農作業を行う作業機全般に適用することができる。また、上述した実施例の一部構成を他の実施例の一部の構成に置き換えて適用することや、必要に応じて他の構成と組み合わせて利用してもよい。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the illustrated scraping work machine but can be applied to all work machines mounted on a tractor to perform agricultural work. Further, a part of the configuration of the above-described embodiment may be applied by being replaced with a part of the configuration of another embodiment, or may be used in combination with other configurations as necessary.
1 トラクタ
2 作業機
10 無線部
11 トラクタバッテリー
12 電源ハーネス
13 スイッチ
14 送電部
21、21’ 受電部
22 作業機側無線部
23 蓄電部
24 制御部
25 小電力機器
27 アクチュエータ
28 無線部用蓄電部
32、32’ 給電ライン
33 蓄電ライン
38 通信ライン
41 蓄電制御部
42 電流制御部
50 代掻き作業機
56 電動油圧シリンダ
60 延長レーキ開閉装置
71 マスト
73 ヒッチ
80 連結装置
101 送電側取付部材
102 受電側取付部材
1
Claims (6)
前記トラクタ側に設置され前記トラクタに有する電源とスイッチを介して接続される送電部と、前記作業機に設置される受電部と、前記作業機に設置され前記受電部と接続される作業機側無線部と、前記作業機に設置され前記受電部と接続される蓄電部と、前記作業機に設置される制御部と、前記作業機に設置される電流制御部と、前記作業機に設置されるアクチュエータとを有し、
前記制御部は、前記作業機側無線部が受信した信号に基づき前記アクチュエータを制御し、
前記送電部から前記受電部へはワイヤレス給電が可能であり、前記ワイヤレス給電された電力は前記作業機側無線部の電源となり、かつ、前記蓄電部に蓄えられ、
前記蓄電部に蓄えられた電力は前記アクチュエータの作動時に供給され、前記電流制御部は前記受電部へワイヤレス給電されていないと判断したときは前記蓄電部に蓄えられた電力が前記作業機側無線部で消費されないように制御し、
前記作業機側無線部は、前記ワイヤレス給電された電力が蓄えられる無線部用蓄電部を有し、前記無線部用蓄電部は前記作業機側無線部の電源となることが可能であることを特徴とする農作業機の給電システム。 A power supply system that can be attached to and detached from a tractor and is applied to a work machine for agricultural work,
A power transmission unit installed on the tractor side and connected to a power source included in the tractor via a switch, a power receiving unit installed on the working machine, and a working machine side installed on the working machine and connected to the power receiving unit A wireless unit, a power storage unit installed in the work machine and connected to the power receiving unit, a control unit installed in the work machine, a current control unit installed in the work machine, and installed in the work machine. With an actuator,
The control unit controls the actuator based on a signal received by the work machine side wireless unit,
Wireless power supply from the power transmission unit to the power reception unit is possible, the wirelessly-powered power serves as a power source for the work machine-side wireless unit, and is stored in the power storage unit,
The power stored in the power storage unit is supplied when the actuator operates, and when the current control unit determines that the power receiving unit is not wirelessly powered, the power stored in the power storage unit is the wireless power on the working machine side. Control not to be consumed by the department ,
The working machine-side wireless unit has a wireless unit power storage unit that stores the wirelessly-powered electric power, and the wireless unit power storage unit can be a power source of the working machine-side wireless unit. A characteristic power supply system for agricultural work machines.
前記電流制御部でワイヤレス給電をしていないか否かの判断は、前記受電部からの電流が一定以上流れていないか否かで判断することを特徴とする農作業機の給電システム。 The power supply system for an agricultural work machine according to claim 1,
The power supply system for an agricultural work machine, wherein the current control unit determines whether or not wireless power supply is being performed based on whether or not a current from the power receiving unit is flowing above a certain level .
前記蓄電部に蓄えられた電力が一定以上の場合に、前記受電部から前記蓄電部への送電を止める蓄電制御部を有していることを特徴とする農作業機の給電システム。 In the power feeding system of the agricultural working machine according to claim 1 or 2,
A power supply system for an agricultural work machine, comprising: a power storage control unit that stops power transmission from the power receiving unit to the power storage unit when the power stored in the power storage unit is equal to or higher than a certain level .
前記蓄電部は、バッテリー又はキャパシタであることを特徴とする農作業機の給電システム。 The power supply system for an agricultural work machine according to any one of claims 1 to 3,
The power storage system of the agricultural work machine, wherein the power storage unit is a battery or a capacitor .
無線部を有し、前記作業機側無線部は、前記無線部から操作信号を受信することを特徴とする農作業機の給電システム。 The power supply system for an agricultural work machine according to any one of claims 1 to 4,
A power feeding system for an agricultural work machine , comprising: a wireless unit, wherein the working machine-side wireless unit receives an operation signal from the wireless unit .
前記トラクタに有する電源は前記トラクタが有するバッテリーであり、前記スイッチは前記トラクタの始動のためのスイッチであることを特徴とする農作業機の給電システム。 The power supply system for an agricultural work machine according to any one of claims 1 to 5,
The power supply system for an agricultural work machine , wherein the power source included in the tractor is a battery included in the tractor, and the switch is a switch for starting the tractor .
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