JPH0767325B2 - 自動耕深制御装置 - Google Patents

自動耕深制御装置

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JPH0767325B2
JPH0767325B2 JP60220729A JP22072985A JPH0767325B2 JP H0767325 B2 JPH0767325 B2 JP H0767325B2 JP 60220729 A JP60220729 A JP 60220729A JP 22072985 A JP22072985 A JP 22072985A JP H0767325 B2 JPH0767325 B2 JP H0767325B2
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sensor
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tilt
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Inventor
悦郎 大西
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セイレイ工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 ○産業上の利用分野 本発明は、作業機等を装備したトラクタ等における自動
耕深制御装置に関するものである。
○従来の技術 公知の自動耕深制御装置においては、機械制御式ではロ
ータリのリヤカバーの開角度をワイヤーにてトラクタ本
機の作業昇降バルブへフィードバックして耕深制御動作
を行い、電気制御式ではロータリのリヤカバーの開角度
をポテンショメータ(ボリウム)の回転角に変換して行
っているが、いずれの方法においても作業機側にセンサ
が取り付けられている。
○本発明が解決しようとする問題点 上記の従来装置では、作業機の取り付け、取り外しと同
時にワイヤ又はハーネスの着脱が必要であり、トラクタ
本機と作業機との着脱操作が不便となる問題点がある。
よって、本発明は、自動耕深のためのセンサをトラクタ
本機側に装備して、従来技術の上記問題点を解消するこ
とを目的とするものである。
○問題点を解決するための手段 本発明は、本機の前後方向の傾斜を検出するための傾斜
センサ1、作業機の昇降姿勢を検出するためのリフトア
ームポジションセンサ2、右車速センサ3、左車速セン
サ4、および上記傾斜センサ1の検知信号との演算にも
とづき作業機の傾斜状態を判別するための地上高センサ
5とをトラクタ本機に装備し、前記地上高センサ5は本
機の前輪と後輪との間のほぼ中央に位置して取付け、前
記センサ1、2、3、4、5より制御信号を入力し作業
機昇降装置9への制御信号を出力するコントロールボッ
クス10は、操作スイッチ11と耕深設定器12を付設してト
ラクター本機の運転席の側方に装備され、演算回路16、
判別回路17、極性反転回路18およびクロック発生回路20
の機能を含むコントローラ13を内装し、傾斜センサ1に
よる機体の前後方向の傾斜角の入力と地上高センサ5に
より本機中央部における地上高の入力にもとづきクロッ
ク発生回路20よりのクロック信号により決定される単位
時間毎の本機の高さ変化および変化状態を演算回路16に
より演算し、該演算結果にもとづき判別回路17は変化状
態を判別し、極性反転回路18は判別回路17の判別結果が
負で下がり方向と判別したとき演算結果値の極性を反転
することを特徴とする自動耕深制御装置を提供するもの
である。
○実施例 トラクタ本気の前後方向の傾斜の検出値をアナログ電圧
出力する傾斜センサ1、作業機Bの対トラクタ本機Aの
昇降姿勢の検出値をアナログ電圧で出力するリフトアー
ムポジションセンサ2、トラクタ本機Aの後右車輪6の
回転数を電圧出力する右車速センサ3、後左車輪7の回
転数を電圧出力する左車速センサ4、および作業機の傾
斜状態を判別するための地上高センサ5を、第3図およ
び第4図のごとく、トラクタ本機Aに取り付ける。
トラクタ本機Aと作業機Bとは、3点リンク機構等の公
知の連結手段8を介して連結するが、該連結手段8に対
し作業機昇降装置9を作用させ、トラクタ本機Aに対す
る作業機Bの昇降姿勢を任意とすべく構成する。
作業機昇降装置9は、実施例においては、電磁制御式油
圧機構とし、作業機構昇降用電磁弁、リリーフバルブ、
リフトシリンダ、チェックバルブ、バルブブロック等よ
り構成した電磁弁式作業機昇降装置9′とした。コント
ロールボックス10は、操作スイッチ11と耕深設定器12を
持ちコントローラ13を内蔵している。コントローラ13
は、第1図を参照して、ワンチップマイクロコンピュー
タとアナログマルチプレクサ、A/Dコンバーツ、水晶発
振器、安定化電源部を持ち、プログラムによる制御動作
を行うが、ここでは動作説明の簡略化のため、第2図の
様なハードのみのコントローラとしてブロック図により
動作を説明すると、第2図を参照して、加算器(比較
器)14、スイッチ回路15、演算回路16、判別回路17、極
性反転回路18、加算器(比較器)19、クロック発生回路
(タイミング発生回路)20および作業昇降装置9に対す
る駆動回路〔実施例においては、作業機昇降装置を、電
磁弁を含む電磁式作業機昇降装置9′としたので、駆動
回路は作業機昇降用電磁弁に対する電磁弁駆動回路21で
ある〕を含んでいる。
コントローラ13は、操作スイッチ11および耕深設定器12
により任意の制御状態に設定され、各センサ1,2,3,4,5
よりの検出信号を入力し、エンザン、大小判別、論理動
作、極性反転等の回路動作を行い、電磁式作業器昇降装
置9′に対する電磁弁駆動回路21への制御信号を出力す
る。
つぎに、本発明の自動耕深制御装置の動作について説明
する。
耕深設定器12にて第5図の耕深Dを設定後、第6図の前
傾状態および第7図の後傾状態においても初期耕深設定
量Dが保たれるように近似線形アナログ位置決め形を構
成する(傾斜センサ1、リフトアームポジションセンサ
2、電磁式作業器昇降装置9′、耕深設定器12、加算器
14、スイッチ回路15、加算器19、電磁弁駆動回路21によ
り構成)。動作としては後輪接地点Aより後方水平線に
対する耕深Dが保たれるように作業機を昇降動作させる
ことである。詳細に述べると、本機が水平状態にあると
き、耕深設定器により任意に設定された耕深量Dを本機
後輪の回転軸を中心に前輪が上下回動した場合の前傾、
後傾状態においても、耕深量Dを保持する様に制御動作
を行うものである。
ここで、上記位置決め制御系のみでは、制御動作上適切
でない状態が存在することが第8図及至第10図より判明
する。制御動作は第8図及至第10図中耕深量Dを保持す
るため、実耕深位置決め結果、第8図ではh−D、第9
図ではd+D、第10図ではh−Dとそれぞれ不適当な値
となる。これらの不具合はh,Dが比較的絶対量として小
さい場合は問題とはならないが、上記位置決め制御系の
もつ欠陥を明らかである。簡単に述べると、本機の傾斜
センサ単独では、傾斜量は検出できるが、傾斜状態は検
出できないので、耕深量を決定する基準線が上下移動す
る量は検出できず誤動作することが判明するコントロー
ラ13の制御ブロックの他構成部品が必要となる。
地上高センサ5は超音波センサ(送信機、受信機よりな
り)を使用した例であり、本機前後輪間のほぼ中央に取
り付けられ、対地上高を常時検出し、地上高をアナログ
電圧にて、演算回路16、判別回路17、極性反転回路18へ
出力する。判別回路17は、第6図と第8図、第7図と第
9図の状態を判別するため、傾斜センサ1の信号および
地上高センサ5の信号をモニタし、判別信号を演算回路
16、極性反転回路18へ送る。判別の動作は、前傾、後傾
動作が開始後、地上高センサ5の増減方向(第6図では
前傾開始後地上高は低くなり、第8図では、地上高は高
くなる。また、第7図では後傾開始後地上高は高くな
り、第9図では地上高は低くなる。)より判別する。さ
らに、第10図のごとく、機体は水平状態で地上高がhだ
け高くなる場合もこれを認識することもできる。つぎ
に、第8図、第9図、第10図での対応制御動作を述べる
と、第8図を例にとると、右車速センサ3および左車速
センサ4の信号は演算回路16に入力され左右の車速が平
均されて(演算回路16は各センサ)3、4の信号を加算
の後1/2とすることで)平均車速v(第11図)を得る。
クロック発生回路によるクロック信号により指示される
単位時間Δtに対する後輪上昇高さΔhが単位時間毎に
計算される(傾斜センサ1によるθおよび地上高さセ
ンサ5による地上高の信号入力を演算回路16による演算
で単位時間毎の後輪上昇高さΔhを算出する)。
上記の単位時間当たりの後輪高さΔhを加算することで
hが算出されるので、動作中、Δhを相殺する様ににス
イッチ回路15を切り、傾斜信号に重畳する形で加算器19
へ修正信号を含んだ信号を送る。この事により、第8図
では後輪が上昇したためにロータリ浮上動作を押さえる
形でロータリ下降動作が行われ、所要の設定耕深Dを保
つ動作となる。さらに、凸部より下がり方向を判別し、
極性反転回路18により演算結果値の極性を反転し、信号
を加算器19へ同様に送るため、ロータリ昇降動作は上昇
動作となり設定耕深Dは保たれる。
第6図についての対応制御動作は、以上の第5図の説明
で第11図のα,Δhの極性を反転することで理解できる
ので省略する。
さらに、第7図では単に地上高センサ5の信号値のゲイ
ン調整を演算回路16にて行い、スイッチ回路15を切り、
加算器19へ信号を送った後は上述のように耕深量Dを保
つ動作として同一となる。
さらに、判別回路17は、右車速センサ3、左車速センサ
4の信号を常時モニタし、片方の信号がある値以上増減
したことをもとに、左右いずれかの本機旋回動作が開始
したこと、および、両方の信号が零であることにより本
機は停止中であること等諸状態を判別し、判別結果、元
の状態に復帰するまで、作業機昇降を一時停止させるた
め、信号を電磁弁駆動回路21に停止信号を送り、遠心
力、加減速による本機装備の傾斜センサの誤出力による
誤動作を押さえる制御動作を行う。
作業機Bを耕耘作業機に代えて除雪機等の農作機以外の
作業機とした場合は、耕深制御に代えて、除雪深さ、そ
の他の作業量の自動制御を本発明の目的とするものであ
り、耕耘作業機以外の各種の作業機にも、本発明は対応
可能である。
○考案の効果 本発明は、各センサをトラクタ本機に取り付け作業機に
はセンサを全く装備しないから、作業機のトラクタ本機
への着脱作業にあたりワイヤー、ハーネス等の着脱が不
要であるから、トラクタ本機に対する作業機の着脱作業
をきわめて簡単に行うことができる。
プラウ等のロータリ耕耘作業機と異なる耕耘作業機の装
着時にはコントローラのプログラムにもとづく耕耘、上
下方向の位置決め制御が可能で、各種の作業機に対応す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の自動耕深制御装置の大要を示す制御
系図。第2図は、同じく制御動作を説明するための制御
ブロック図である。第3図は、本発明の自動耕深制御装
置を装備した作業機付トラクタの平面図、第4図は、側
面図である。 第5図乃至第10図は、本発明の動作を説明するための作
業機付トラクタの側面図である。 第11図は、平均車速と耕質と車輪との間の高さの変化を
示すグラフである。 1……傾斜センサ 2……リフトアームポジションセンサ 3……右車速センサ 4……左車速センサ 5……地上高センサ 9……作業機昇降装置 10……コントロールボックス

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トラクター本機に装備した作業機を自動制
    御するための自動耕深制御装置において、本機の前後方
    向の傾斜を検出するための傾斜センサ1、作業機の昇降
    姿勢を検出するためのリフトアームポジションセンサ
    2、右車速センサ3、左車速センサ4、および上記の傾
    斜センサ1の検知信号との演算にもとづき作業機の傾斜
    状態を判別するための地上高センサ5とをトラクタ本機
    に装備し、前記地上高センサ5は本機の前輪と後輪との
    間のほぼ中央に位置して取付け、前記センサ1、2、
    3、4、5より制御信号を入力し作業機昇降装置9への
    制御信号を出力するコントロールボックス10は、操作ス
    イッチ11と耕深設定器12を付設してトラクター本機の運
    転席の側方に装備され、演算回路16、判別回路17、極性
    反転回路18およびクロック発生回路20の機能を含むコン
    トローラ13を内装し、傾斜センサ1による機体の前後方
    向の傾斜角の入力と地上高センサ5により本機中央部に
    おける地上高の入力にもとづきクロック発生回路20より
    のクロック信号により決定される単位時間毎の本機の高
    さ変化および変化状態を演算回路16により演算し、該演
    算結果にもとづき判別回路17は変化状態を判別し、極性
    反転回路18は判別回路17の判別結果が負で下がり方向と
    判別したとき演算結果値の極性を反転することを特徴と
    する、自動耕深制御装置。
JP60220729A 1985-10-03 1985-10-03 自動耕深制御装置 Expired - Lifetime JPH0767325B2 (ja)

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