JPH0683601B2 - 対地作業機の姿勢制御装置 - 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輌の後部に連結され
た対地作業機の姿勢制御装置に関するものである。

［従来技術］ 従来、この種の制御装置としては、例えばトラクターの
ような動力車両に左右横方向の傾きを検出する傾斜検出
器を設け、トラクターの後部に、単一のトップリンクと
左右一対のロワーリンクとからなる３点リンク機構等を
介してロータリ耕耘装置を昇降自在に連結すると共に、
トラクターのリフトアームとロワーリンクとを連結する
左右一対のリフトロッドのうちの一方を複動式の油圧シ
リンダーで構成し、さらにトラクターとロータリ耕耘装
置との間には両者の相対的角度を検出する検出器を配設
し、トラクターの傾きに拘らずロータリ耕耘装置の左右
方向における傾きが設定された姿勢に維持されるように
制御していた。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記した従来装置は、油圧シリンダーを伸縮
制御させる速度が略一定であったため、枕地のように地
面の凹凸が激しくしかも大きく変化するような場所では
その応答性が悪く、制御が遅れる欠点があった。これを
判り易く図面を用いて説明すると、１枚の圃場を耕起す
るときには、第１図のように周囲を残して圃場の一方か
ら他方へ向けてトラクターを走行させ、圃場の端に到る
と機体の向きを180度変更し、以下これを繰り返して隣
接耕耘作業を行っている。圃場の端では、ロータリ耕耘
装置を上昇させて片側の後輪を制動させながら心地旋回
を行っているため、その旋回場所では大きな窪みが形成
されることになる。

（第１図斜線部）この窪みを埋めるために、作業終了間
際には耕起していない枕地部分と圃場の周囲を２〜３度
旋回しながら土壌を耕起するが、枕地部分は、窪みが大
きいだけでなく、後輪が窪みに落ちたり、堆積した土の
上に乗り上げたりし、この繰返しで機体が通常の耕起作
業に比べて激しく左右に揺れることになり、標準の制御
速度では、ロータリ耕耘装置を所定の傾き姿勢に保持で
きないという問題点があった。

［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、センターピボット５の軸芯廻りに揺動するフロン
トアクスル４と、フロントアクスル４と機体との間にあ
ってその揺動角を検出する検出器31と、動力車両１の後
部に連結された対地作業機13の左右横方向における傾斜
姿勢を変更調節する復動式のアクチュエータ11aと、動
力車両１の左右方向の傾きを検出する検出器25と、動力
車両１と作業機13との相対的角度差を検出する検出器30
とを備えた対地作業機の姿勢制御装置において、前記フ
ロントアクスル４の揺動角の大小に応じて前記アクチュ
エータ11aの制御速度を変更させる制御装置38を設けた
ことを特徴とする対地作業機の姿勢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。

まず、構成から説明すると１はトラクターであって、前
輪２、２、後輪３、３を有し、機体前下部には前輪２、
２を支架するフロントアクスル４がセンターピボット５
の軸芯廻り揺動自由に支えられている。機体後部の油圧
シリンダケース６内には、作業機昇降用の油圧シリンダ
ー（図示省略）が内装され、この油圧シリンダケース６
の左右両側部には、リフトアーム８、８が回動自在に枢
着されている。９、９はロワーリンク、10はトップリン
クである。前記リフトアーム８、８とロワーリンク９、
９との間にはリフトロッド11、11が介装連結され、少な
くとも一方（この実施例では右側）は複動式の油圧シリ
ンダー11aで構成されている。トップリンク10、ロワー
リンク９、９からなる３点リンク機構12の後端部には、
サイドドライブ式のロータリ耕耘装置13が昇降自在に連
結されている。このロータリ耕耘装置13は、耕耘軸14に
値設された複数個の耕耘爪15…と、耕耘部の上方を覆う
主カバー16と、主カバー16の後端部に枢着されたリヤカ
バー17等を有し、前記主カバー16の上面後端部にはリヤ
カバー17の回動角度を検出するポテンショメータの如き
耕深検出器20が取り付けられている。21は左側リフトア
ーム８の回動基部に取り付けられリフトアーム８、８の
回動角度を検出する検出器である。操縦席の横側方に
は、作業機昇降用の油圧操作レバー23が設けられ、この
レバー23の回動基部にはポテンショメータの如き作業機
の昇降高さを設定する設定器24が設けられている。25は
トラクター１の左右方向の傾斜を検出する傾斜検出器で
あって、前記油圧シリンダケース６の上面に設置されて
いる。また、操縦席横には、ロータリ耕耘装置13の対地
傾斜角度を設定するための傾斜設定器26と耕深を設定す
るための耕深設定器27とが設けられている。30はトラク
ター１とロータリ耕耘装置13との相対的角度差を検出す
るためのストロークセンサで、前記油圧シリンダー11a
の横側部に配設され、この油圧シリンダー11aの伸縮量
を検出することによってトラクター１に対するロータリ
耕耘装置13の傾き量を検出する。31はフロントアクスル
４の揺動角を検出するストロークセンサであって、下端
はフロントアクスル４に、上端はフロントアクスル４を
支架するアクスルブラケット32の横側部に取り付けられ
ている。

第４図はこの制御装置のブロック図であり、同図に基づ
いて構成を説明すると、リフトアーム８、８の高さを設
定する設定器24、ロータリ耕耘装置13の傾斜角度を設定
する設定器26、耕深を設定する設定器27、およびリフト
アーム８、８の高さを検出する検出器21、トラクター１
の傾きを検出する検出器25、トラクター１とロータリ耕
耘装置13との相対的角度差を検出するストロークセンサ
30、フロントアクスル４の揺動角を検出するストローク
センサ31は、夫々A/D変換器35を経てCPUからなる制御装
置38に接続され、この制御装置38には、さらに昇降用油
圧シリンダー（図示省略）を駆動させる上昇用比例ソレ
ノイドバルブ40、下降用ソレノイドバルブ41、および傾
斜姿勢制御用の油圧シリンダー11aを伸縮させる伸長用
ソレノイドバルブ42、短縮用ソレノイドバルブ43が接続
される。前記制御装置38には、第６図のフローチャート
に示すようなプログラムがROMに記憶されていて、この
プログラムにしたがって制御がなされる。

次に第５図、第６図に基づいてこの制御装置38の働きを
説明する。

第５図はフロントアクスル４の揺動角を示し、水平基準
からα（通常１〜２度）の範囲では、油圧シリンダー11
a内に微少な作動油（この実施例では３）が送り込ま
れ、α〜β（βは通常４〜５度）の範囲では、標準の作
動油（この実施例では５）が送り込まれ、またフロン
トアクスル４の揺動角度がβを越え、しかもβを越える
状態が一定時間の間に繰返し生じるようなときには、標
準の制御流量より多い作動油（この実施例では７）が
送り込まれる。第６図のフローチャートはその状態を示
す。

トラクター１が畦際でロータリ耕耘装置13を上昇させて
旋回した場所では、窪みが生じ、このため、トラクター
１が枕地を直進走行するときには略一定間隔おきに生じ
た窪みにトラクター１の前輪２が落ち込むことになる
が、このような場合には、フロントアクスル４は大きく
傾く（この場合フロントアクスル４の揺動角は通常βを
越える） そして、窪みから前輪２が乗り上がるとフロントアクス
ル４はその揺動角度を減少させ、つづいて同じ側の後輪
３が窪みに落ち込んで機体を傾斜させる。そして、さら
に前進して同じ側の前輪２が再び窪みに落ちる。枕地を
走行するときには、このような現象が繰り返されること
になり、第６図に示すフローチャートにおいて、ステッ
プからに至ると、制御装置38に内蔵されたタイマー
がセットされ、これが動作している間は標準の制御流量
より多目の作動油が油圧シリンダー11aに流れ込むこと
になる。

したがって、タイマーが作動せず、フロントアクスル４
の揺動角θが｜α｜≦｜θ｜≦｜β｜のときには、油圧
シリンダー11aには標準の作動油（５）が流入し、ま
た、｜θ｜＜｜α｜のとき、換言すると、平坦な場所で
は標準の作動油よりも少ない量の作動油（３）が油圧
シリンダー11aに送り込まれることになる。

以上の説明から明らかなように、地面の起伏がほとんど
ない平坦地では、油圧シリンダー11aの伸縮の速度が標
準状態の場合よりも遅いので、ロータリ耕耘装置13の傾
斜姿勢制御が敏感に行われることがなく、整地性が向上
する。また、枕地以外の圃場中間部においては、油圧シ
リンダー11aは予め最適とされた標準の速度で伸縮制御
されるので、制御遅れや逆に制御の行き過ぎによるオー
バーランを伴うことなく耕起作業を良好に行うことがで
きる。そして、枕地での耕起作業のように、凹凸が頻繁
に現れ、しかもその凹凸が通常の制御範囲を越えて大き
い場合には、通常の制御速度では、制御が遅れ勝ちとな
るが、この実施例によれば、通常の制御速度よりも早い
速度で油圧シリンダー11aが伸縮するので、凹凸の激し
い枕地であっても制御が遅れることがなく、整地性が向
上するものである。

また、この実施例では、フロントアクスル４にストロー
クセンサ31を設け、このストロークセンサ31でフロント
アクスル４の揺動角度の大小変化を検出し、この結果に
基づいて油圧シリンダー11aを伸縮させる制御速度を変
更するように構成しているので、後輪３が窪みに落ち込
む前に制御速度が選択されることになって、制御精度が
向上する特徴を有する。

［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、フロントアクスル４の揺動角度の大小
に応じて復動式アクチュエータ11aを伸縮させる速度を
変更するものであるから、圃場の起伏の大小に応じて最
適な制御速度が自動的に選択されることになり、対地作
業機13を所期の姿勢に維持させる制御が遅れることがな
く、特に、枕地での整地性が従来装置に比較して向上す
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図は作用説明図、第
２図は全体側面図、第３図は要部の正面図、第４図はブ
ロック図、第５図はフロントアクスルの揺動角度を表わ
す図、第６図はフローチャートである。 符号の説明 １……トラクター ４……フロントアクスル ５……センターピボット 11a……複動式アクチュエータ（油圧シリンダー） 13……対地作業機（ロータリ耕耘装置） 38……制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】センターピボット５の軸芯廻りに揺動する
   フロントアクスル４と、フロントアクスル４と機体との
   間にあってその揺動角を検出する検出器31と、動力車両
   １の後部に連結された対地作業機13の左右横方向におけ
   る傾斜姿勢を変更調節する複動式のアクチュエータ11a
   と、動力車両１の左右方向の傾きを検出する検出器25
   と、動力車両１と作業機13との相対的角度差を検出する
   検出器30とを備えた対地作業機の姿勢制御装置におい
   て、前記フロントアクスル４の揺動角の大小に応じて前
   記アクチュエータ11aの制御速度を変更させる制御装置3
   8を設けたことを特徴とする対地作業機の姿勢制御装
   置。
2. 【請求項２】前記アクチュエータ11aが油圧シリンダー
   で構成されていることを特徴とする請求項１記載の対地
   作業機の姿勢制御装置。