JPH0624442B2 - 対地作業機のローリング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、トラクター等の動力車両の後部に連結され
た対地作業機のローリング制御装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 対地作業機の左右傾斜を検出する左右傾斜センサを、牽
引機側の動力車両に取付けると共に、動力車両に対する
対地作業機の左右傾斜を検出し、動力車両の左右のリフ
トアームとロワーリンクとを連結している左右のリフト
ロッドの伸縮可能に形成されている一方のリフトロッド
を伸縮制御することによって、対地作業機の左右傾斜値
を予め設定してある大きさに制御するローリング制御装
置が知られている。

ところが、このリフトロッドは、ロワーリンクの昇降動
作に対して直角状ではないある交角をもってロワーリン
クにその下部が枢着されているので、リフトロッドの長
さの変化は、単純な比例計算では不充分であってロワー
リンク又は、リフトアームの回動角の三角関数的計算を
行ってリフトロッド長さを算出し、この算出された長さ
の鉛直方向成分を上記対地作業機の左右傾斜算出の際に
補正して算入しなければならず（例えば特開昭５９−２
３２００８号）、このように、ローリング制御動作には
種々の複雑な補正計算を行う必要があって、制御回路が
複雑となり、そのうえ、リフトアームの回動角、長さセ
ンサ、傾斜角センサなどの如く多種類のセンサを必要と
するので制御装置が高価となるという問題点があった。

しかも、このような従来装置においては、油圧で伸縮さ
れるリフトロッドの長さを検出する長さセンサが油圧リ
フトロッドの横外側に並設されていたので、動力車両に
連結された対地作業機を取外して交換する際にこのセン
サに工具が当たったり、あるいは、作業中に雑木等に当
たってセンサが破損する恐れがあった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記した問題点に鑑みて提案するものであ
って、このため、次のような技術的手段を講じた。

即ち、動力車両１の後部に左右一対のリフトアーム３，
３とロワーリンク６，７とを夫々回動可能に枢着し、こ
のリフトアーム３，３の後端部とロワーリンク６，７の
中間部とを左右一対のリフトロッド４，５で連結し、上
記リフトロッド４，５のうち少なくとも一方は伸縮可能
なアクチュエータ１２で構成して対地作業機２の左右傾
斜姿勢を調節可能に構成し、動力車両１の対地左右傾斜
を検出する傾斜センサＳ₁と、動力車両１に対する対地
作業機２の左右傾斜姿勢を検出する姿勢検出機構Ａとを
設け、これらの傾斜センサＳ₁及び姿勢検出機構Ａの検
出動作に基づいて対地作業機２を所定の対地左右傾斜姿
勢に制御するように構成した対地作業機２のローリング
制御装置において、前記姿勢検出機構Ａは、横向き状に
支持された横軸１３とこの横軸１３の両側から後方突出
状に延設された腕部１４，１４とからなる連動回転部材
１５と、一側腕部１４とロワーリンク６とを結ぶロッド
１７と、他側の腕部１４とロワーリンク７との間にあっ
て左右のロワーリンク６，７が相対回転したときにその
相対回転量に応じた信号を出力するセンサＳ₂とで構成
され、且つロッド１７とセンサＳ₂とは左右対峙して設
けられ、ロワーリンク６，７が地面に対して略平行状態
にあるとき、横側方から見るとロッド１７が、ロワーリ
ンク６に対して略直交するように連結枢支され、上記ロ
ッド１７及びセンサＳ₂は、側面視においてリフトアー
ム３，３と、ローリンク６，７と、リフトロッド４，５
と、機体後部とで囲まれる空間内に配設され、且つセン
サＳ₂は機体中心から片側ローリンク側へ偏位させて設
けられていることを特徴とする対地作業機のローリング
制御装置の構成とする。

［実施例およびその作用］ 以下、図面に基づいて、この発明の一実施例を説明す
る。

第１図に示すように動力車両１としてのトラクタの後部
に、対地作業機の一例としてのロータリ耕耘装置２を左
右一対のリフトアーム３，３へ左右のリフトロッド４，
５を介して上下に揺動する左右のロワーリンク６，７及
び中央のトップリンク８からなる３点リンク機構の如き
作業機連結リンク機構９によって連結し、この作業機連
結リンク機構９は、そのリフトアーム３，３を油圧を用
いたリフトシリンダ１０によって昇降回動させる油圧昇
降機構１１によって昇降動作するものであり、左右一方
のリフトロッド５をリフトロッドシリンダ１２にて形成
してこのリフトロッドシリンダ１２を伸縮動作させて対
地作業機２の動力車両１に対する左右姿勢をローリング
制御するものである。動力車両１の対地左右傾斜は、気
泡、重鎮等からなる左右傾斜センサＳ₁を用いて検出
し、対地作業機２の動力車両１に対する左右傾斜である
対地左右傾斜は、非伸縮側のロワーリンク６に対する伸
縮側のロワーリンク７の夫々の後端部の高さの差を検出
して算出するものであり、このため、丸棒にて形成した
横軸１３の左右両端部に後方突出状の腕部１４，１４を
夫々固設して平面視コ字状の連動回転部材１５を形成
し、動力車両１の後上部に前記横軸１３の中間部を左右
横方に向けて回動自由に枢支し、非伸縮側のロワーリン
ク６と同側の腕部１４をロッド１７にて連結すると共
に、伸縮側のロワーリンク７と同側の腕部１４を直線移
動型ポテンショメータの如きものにて形成しているスト
ロークセンサＳ₂にて枢着連結し、対地作業機２が略水
平状の圃場内にあって通常の作業姿勢に維持されている
ときに、ロッド１７及びストロークセンサＳ₂は、夫々
のロワーリンク６，７に対して共に略直交することにな
るように、上記枢着位置を定めておく。

なお、ここでは、前記コ字状の連動回転部材１５、ロッ
ド１７、ストロークセンサＳ₂をまとめて姿勢検出機構
Ａと総称するものとする。

したがって、上記実施例のものは、作業姿勢内ではロワ
ーリンク７の回動角の変動に対してストロークセンサＳ
₂の移動寸法が正比例的関係で変動することになるもの
である。

そして、第１図の場合、左右のリフトロッド４，５が共
に同一の長さの状態から、右のリフトロッド５を△Ｌだ
け縮めると、右のロワーリンク７は左のロワーリンク６
に対して△Ｈだけ高い位置となり、対動力車両１左右傾
斜角βは、β＝ｓｉｎ^-1（△Ｈ／Ｂ）（但し、Ｂはロワ
ーリンク６，７の後端部の間隔）から算出できることに
なる。

そして、このとき、ストロークセンサＳ₂の下端部は、
ロッド１７の下端部に対して△ｈだけ高い位置となるの
で、この△ｈから△Ｈを算出するものであり、ロワーリ
ンク６，７の長さをＤ、ロワーリンク６，７の揺動支点
からロッド１７、ストロークセンサＳ₂の夫々の枢着位
置１９，２０までの長さをｄとすると、△ｈ＝（ｄ／
Ｄ）△Ｈとなり、又、上記枢着位置１９，２０の間隔ｂ
はロワーリンク６，７の後端部間隔Ｂに対して一定の関
係にあるので、これらのことから、対動力車両左右傾斜
角βを上記△ｈを変数とする一次計算式によって求める
ことができる。

このとき、ロワーリンク６，７に対してロッド１７、ス
トロークセンサＳ₂は略直交する姿勢にあるので、上記
△ｈはロッド１７の長さｌとストロークセンサＳ₂によ
って検出された長さｒの差であるｌ〜ｒに正比例するこ
とになり、したがって、このｌ〜ｒから対地作業機２の
対動力車両左右傾斜角βを複雑な補正計算を必要とする
ことなく算出できることになるものであって、第２図に
その手順を示している。

そして、対地作業機２を所定の左右傾斜に制御するロー
リング制御部２１の一例を第３図の制御ブロック図に基
づいて説明すると、回動型或は直線移動型ポテンショメ
ータの如きものにて構成した左右傾斜設定器Ｉの設定ダ
イヤルＩ₁にて設定された対地作業機２の左右傾斜角設
定値と、左右傾斜センサＳ₁によって検出された動力車
両１の対地左右傾斜角検出値とを差動憎幅器Ａ₁に入力
し、対地作業機２の対動力車両左右傾斜制御角がこの差
動増幅器Ａ₁にて算出される。

ロッド１７の長さｌを例えばポテンショメータの如きも
のからなる長さ設定器Ｆにて、又、ストロークセンＳ₁
にて検出された長さｒを夫々演算増幅器Ａ₂に入力して
ｌ〜ｒが検出され、ついで△Ｈ及び対地作業機２の対動
力車両左右傾斜角βが共にこの演算増幅器Ａ₂において
算出れる。（この実施例ではロッド１７は固定されてい
るため、設定値はある特定の基準値を有するが、このロ
ッド１７を直線移動式のポテンショメータで構成して設
定値が変えられるようにしても良いのである） 差動増幅器Ａ₁、演算増幅器Ａ₂の夫々の出力は、作動増
幅器Ａ₃において、対動力車両左右傾斜制御角に対動力
車両左右傾斜角βが一致するように駆動増幅器Ａ₄、Ａ₅
が電磁切換弁Ｖを切換制御してポンプの圧力油をリフト
ロッドシリンダ１２に供給し、又はリフトロッドシリン
ダ１２内の圧力油をタンクに排出するものであるが、図
示例では対本機左右傾斜制御角に対する対本機左右傾斜
角βとの差、即ち、左右傾斜偏差値が例えば或るわずか
な値以内のときは、ウインドコンパレータＣ₁、Ｃ₂の作
用によって駆動増幅Ａ₄、Ａ₅に出力が現れないようにし
て構成している。

なお、ローリング制御部２１の具体的回路は、上記機能
を充足する種々のものを用いることができる。

［発明の効果］ この発明は前記の如く構成したので、以下の技術的効果
を奏する。即ち、動力車両１に対する対地作業機２の左
右傾斜姿勢を検出する姿勢検出機構Ａは、横向き状に支
持された横軸１３とこの横軸１３の両側から後方突出状
に延設された腕部１４，１４とからなる連動回転部材１
５と、一側腕部１４とロワーリンク６とを結ぶロッド１
７と、他側の腕部１４とロワーリンク７との間にあって
左右のロワーリンク６，７が相対回転したときにその相
対回転量に応じた信号を出力するセンサＳ₂とで構成
し、左右のロワーリンク６，７が相対的に回転したとき
の上下高さ方向のストローク差を、これらの検出機構Ａ
によって検出することができるようにしているので、左
右のロワーリンク６，７の高さの差を、極めて簡易な計
算方法で算出できるものである。

しかも、前記姿勢検出機構Ａは、側面視において、リフ
トアーム３，３とロワーリンク６，７と、リフトロッド
４，５と、機体後部とで囲まれる空間内に配設されてい
るので、動力車両１に対地作業機２を付け代える際に工
具等が姿勢検出機構Ａに当たってこれを破損させる恐れ
がない。あるいは、作業中に雑木等の障害物に当ててこ
れを破損させる恐れがなくなる。

また、センサＳ₂は機体中心から片側ロワーリンク７側
へ偏位させて設けられているので、制御中にトップリン
クと干渉することが全くなく、その点検調整あるいは組
付け作業も容易になり、メンテナンスが楽になる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は作業状態におけ
る斜視図、第２図は制御手順を示すブロック図、第３図
は制御ブロック図である。 符号の説明 １…動力車両 ２…対地作業機（ロータリ耕耘装置） ３…リフトアーム ４，５…リフトロッド ６，７…ロワーリンク １２…リフトロッドシリンダ １３…横軸 １４…腕部 １５…連動回転部材 １７…ロッド Ｓ₁…傾斜センサ Ｓ₂…ストロークセンサ Ａ…姿勢検出機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力車両１の後部に左右一対のリフトアー
   ム３，３とロワーリンク６，７とを夫々回動可能に枢着
   し、このリフトアーム３，３の後端部とロワーリンク
   ６，７の中間部とを左右一対のリフトロッド４，５で連
   結し、上記リフトロッド４，５のうち少なくとも一方は
   伸縮可能なアクチュエータ１２で構成して対地作業機２
   の左右傾斜姿勢を調節可能に構成し、動力車両１の対地
   左右傾斜を検出する傾斜センサＳ₁と、動力車両１に対
   する対地作業機２の左右傾斜姿勢を検出する姿勢検出機
   構Ａとを設け、これらの傾斜センサＳ₁及び姿勢検出機
   構Ａの検出動作に基づいて対地作業機２を所定の対地左
   右傾斜姿勢に制御するように構成した対地作業機２のロ
   ーリング制御装置において、前記姿勢検出機構Ａは、横
   向き状に支持された横軸１３とこの横軸１３の両側から
   後方突出状に延設された腕部１４、１４とからなる連動
   回転部材１５と、一側腕部１４とロワーリンク６とを結
   ぶロッド１７と、他側の腕部１４とロワーリンク７との
   間にあって左右のロワーリンク６，７が相対回転したと
   きにその相対回転量に応じた信号を出力するセンサＳ₂
   とで構成され、且つロッド１７とセンサＳ₂とは左右対
   峙して設けられ、ロワーリンク６，７が地面に対して略
   平行状態にあるとき、横側方から見るとロッド１７が、
   ロワーリンク６に対して略直交するように連結枢支さ
   れ、上記ロッド１７及びセンサＳ₂は、側面視において
   リフトアーム３，３と、ロワーリンク６，７と、リフト
   ロッド４，５と、機体後部とで囲まれる空間内に配設さ
   れ、且つセンサＳ₂は機体中心から片側ロワーリンク側
   へ偏位させて設けられていることを特徴とする対地作業
   機のローリング制御装置。