JPH09238517A - 作業用走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行機体の左右傾斜に伴う作業機の蛇行や上
下動を防止して作業精度の向上を計る。 【解決手段】 対地高さセンサ１６Ｌ、１６Ｒの検出高
さおよび傾斜センサ１８の検出傾斜角に基づいて基準位
置に対するローリング支軸１３の変位方向および変位量
を演算すると共に、基準位置を目標として各軸移動用シ
リンダ１４Ａ〜１４Ｄを作動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用田植機等の作
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、この種作業用走行車のなかに
は、走行機体にローリング支軸を介して連結される作業
機を、走行機体の左右傾斜を検出する傾斜センサの検出
信号に基づいて自動的に水平制御したり、作業機の対地
高さを検出する対地高さセンサの検出信号に基づいて自
動的に昇降制御するものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記走行機
体の左右傾斜は、通常、左右何れかの車輪を支点として
生じるものであるため、機体傾斜時には、ローリング支
軸位置が左右方向および上下方向に変位することにな
る。そして、ローリング支軸の上下方向の変位は、前記
高さ自動制御に基づいて補正することが可能であるが、
左右方向の変位は、何れの自動制御でも補正することが
不可能であるため、機体傾斜に伴って作業機が蛇行し、
作業精度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ができる作業用走
行車を提供することを目的として創作されたものであっ
て、走行機体にローリング支軸を介して作業機を連結し
てなる作業用走行車であって、該作業用走行車に、前記
ローリング支軸を走行機体に対して左右方向に強制移動
させるアクチュエータと、走行機体の左右傾斜を検出す
る傾斜検出手段と、該傾斜検出手段の検出値に基づいて
基準位置に対するローリング支軸の変位方向および変位
量を演算する変位演算手段と、前記基準位置を目標とし
てアクチュエータに駆動指令を出力するアクチュエータ
駆動制御手段とを設けたものである。つまり、走行機体
の左右傾斜に伴うローリング支軸の左右変位を補正する
ことができるため、機体傾斜に伴う作業機の蛇行を防止
して作業精度の向上を計ることができる。

【０００５】また、走行機体にローリング支軸を介して
作業機を連結してなる作業用走行車であって、該作業用
走行車に、前記ローリング支軸を走行機体に対して左右
方向および上下方向に強制移動させるアクチュエータ
と、走行機体の左右傾斜を検出する傾斜検出手段と、該
傾斜検出手段の検出値に基づいて基準位置に対するロー
リング支軸の変位方向および変位量を演算する変位演算
手段と、前記基準位置を目標としてアクチュエータに駆
動指令を出力するアクチュエータ駆動制御手段とを設け
たものである。つまり、走行機体の左右傾斜に伴うロー
リング支軸の左右変位および上下変位を補正することが
できるため、機体傾斜に伴う作業機の蛇行や上下動を防
止して作業精度の向上を計ることができる。

【０００６】

【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は乗用田
植機の走行機体であって、該走行機体１の後部には、昇
降リンク機構２を介して植付作業機３が昇降自在に連結
されている。そして、植付作業機３は、走行機体１と昇
降リンク機構２との間に介設されるリフトシリンダ（図
示せず）の伸縮作動に基づいて昇降するが、これらの基
本構成は従来通りである。

【０００７】前記植付作業機３は、苗載台支持ステー５
ａを備える作業機フレーム５、該作業機フレーム５に組
付けられる伝動ケース６、該伝動ケース６および苗載台
支持ステー５ａでスライド支持される苗載台７、伝動ケ
ース６の後部に設けられる植付爪８、伝動ケース６の底
部中央位置に設けられるセンターフロート９、底部左右
両側に設けられるサイドフロート１０等で構成されるも
のであるが、前記作業機フレーム５は、昇降リンク機構
２に対してローリング自在な作業機ブラケット１１に連
結されている。つまり、昇降リンク機構２に対してロー
リング自在（左右傾斜自在）に植付作業機３を連結する
と共に、該植付作業機３を、フロート浮力およびローリ
ングバネ力で従動的に水平制御する自由ローリング制
御、或いはアクチュエータで強制的に水平制御する強制
ローリング制御を用いて水平姿勢に維持するが、前記セ
ンターフロート９の上下動に応じて植付作業機３を自動
的に昇降制御する高さ自動制御も同時に実行するように
なっている。

【０００８】一方、前記昇降リンク機構２は、単一のア
ッパリンク２ａと、左右一対のロワリンク２ｂとを備え
るものであるが、各リンク２ａ、２ｂの後端部同志を連
結するリンクホルダ１２には、ローリング支軸１３を介
して前記作業機ブラケット１１を支持するための円筒ケ
ース１２ａが一体的に設けられている。

【０００９】１４Ａ〜１４Ｄは前記円筒ケース１２ａ内
に組込まれる四本の軸移動用シリンダであって、該軸移
動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄは、円筒ケース１２ａの内
周面と、ローリング支軸１３を回転自在に支持する軸受
部材１５の外周面との間に、周方向所定間隔を存して放
射状に介設されている（ローリング支軸１３を基準にし
た場合、シリンダ１４Ａは左方向、シリンダ１４Ｂは右
方向、シリンダ１４Ｃは上方向、シリンダＤは下方向を
向いて配設）。そして、全ての軸移動用シリンダ１４Ａ
〜１４Ｄを所定の中立長さに作動させた場合には、円筒
ケース１２ａの中心位置でローリング支軸１３を支持す
ることになるが、各軸移動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄを
任意の軸位置座標に応じた長さに作動させれば、円筒ケ
ース１２ａに対するローリング支軸１３の位置を二次元
方向（左右方向および上下方向）の任意の位置に強制移
動させることができるようになっている。尚、各軸移動
用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄは、円筒ケース１２ａおよび
軸受部材１５に対し、前後方向を向く連結ピン１４ａを
介して連結されるため、ローリング支軸１３の軸回り方
向の回動のみが許容されるようになっている。

【００１０】１６Ｌ、１６Ｒは走行機体１の左右両側に
突設される超音波センサ等の対地高さセンサであって、
該対地高さセンサ１６Ｌ、１６Ｒは、後輪の前方近傍位
置で対地高さを検出すると共に、該検出信号を後述する
制御部（マイクロコンピュータ制御ユニット）１７に入
力するようになっている。即ち、走行機体１には傾斜セ
ンサ１８が別途設けられるため、走行機体１の左右傾斜
角を検出することが可能であるが、傾斜角が同じであっ
ても、例えば右上り傾斜と左下り傾斜とでは前記ローリ
ング支軸１３の変位方向が異なるため、対地高さセンサ
１６Ｌ、１６Ｒおよび傾斜センサ１８を併用してローリ
ング支軸１３の変位量および変位方向を判断するように
なっている。

【００１１】前記制御部１７は、前述した対地高さセン
サ１６Ｌ、１６Ｒおよび傾斜センサ１８の外にも、各軸
移動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄの作動長を検出するスト
ロークセンサ１９Ａ〜１９Ｄ、後述する軸位置自動制御
をＯＮ−ＯＦＦするための軸位置自動スイッチ２０、油
圧・植付レバー（図示せず）の植付位置（作業機下降、
植付クラッチ入り）を検出するレバー位置検出スイッチ
２１等から信号を入力する一方、入力信号に基づく判断
で前記軸移動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄ等に対して作動
指令信号を出力するようになっている。つまり、制御部
１７は、走行機体１の左右傾斜に伴うローリング支軸１
３の変位を、軸移動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄの作動に
基づいて補正する軸位置自動制御の制御ルーチンを具備
しており、該制御ルーチンをフローチャートに基づいて
以下に説明する。

【００１２】前記軸位置自動制御では、まず、軸位置自
動スイッチ２０およびレバー位置検出スイッチ２１のＯ
Ｎ−ＯＦＦを判断し、両判断がＯＮである場合には、全
ての軸移動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄを所定の中立長さ
に作動させてローリング支軸１３を中心位置に復帰させ
た後、対地高さセンサ１６Ｌ、１６Ｒの検出高さに基づ
いて絶対座標系におけるローリング支軸１３の基準位置
（絶対原点）を設定する。そして、基準位置を設定した
後は、傾斜センサ１８の検出傾斜角が所定の不感域を越
えたか否かを判断し、該判断がＹＥＳの場合には、対地
高さセンサ１６Ｌ、１６Ｒの検出高さを読み込むと共
に、対地高さセンサ１６Ｌ、１６Ｒの検出高さおよび傾
斜センサ１８の検出傾斜角に基づいて絶対座標系におけ
るローリング支軸１３の変位方向および変位量を演算
し、しかる後、演算結果（変位方向および変位量）に基
づいて決定される目標作動位置に各軸移動用シリンダ１
４Ａ〜１４Ｄを作動させるようになっている。つまり、
走行機体１の左右傾斜に伴ってローリング支軸１３が変
位した場合、絶対座標系の基準位置を目標としてローリ
ング支軸１３を強制的に移動させるため、ローリング支
軸１３を一定位置に保って植付作業機３の蛇行や上下動
を防止するようになっている。そして、前記軸移動処理
は、レバー位置検出スイッチ２１がＯＮである限りルー
プ内で繰り返し実行されるが、レバー位置検出スイッチ
２１がＯＦＦになった場合には、全ての軸移動用シリン
ダ１４Ａ〜１４Ｄを停止すると共に、制御始めのスイッ
チ判断に戻るようになっている。

【００１３】次に、前記変位量の演算概念を説明する
が、以下の説明において、Ｓは対地高さセンサ１６Ｌ、
１６Ｒの検出高さに基づいて設定される走行機体１の仮
想傾斜支点、θは傾斜センサ１８の検出傾斜角、Ｌは左
右の車輪間距離、Ｏはローリング支軸１３の基準位置
（絶対原点）、Ｏ´は機体傾斜に伴うローリング支軸１
３の変位位置を示すものとする。さて、機体水平時を基
準とするＸＹ座標系（絶対座標系）に対して、仮想傾斜
支点Ｓを支点として所定角度θだけ機体が傾斜したとき
の座標系であるＸ´Ｙ´座標系を仮想した場合、ローリ
ング支軸１３を基準位置Ｏに戻すための変位量は、ΔＸ
´およびΔＹ´であり、下記の式でΔＸ´（ＯＹ´２）
およびΔＹ´（Ｏ´Ｙ´２）を求める。ＳＸ２＝Ｌ／２
ｃｏｓθ より ＯＸ２＝ＳＸ２−ＳＯ＝Ｌ／２ｃｏｓθ−Ｌ／２＝（Ｌ
／２）｛（１−ｃｏｓθ）／ｃｏｓθ｝ ＯＹ´２＝ＯＸ２ｃｏｓθ＝（Ｌ／２）（１−ｃｏｓ
θ）＝ΔＸ´ ここで ＯＸ１＝ＯＳ−ＳＸ１＝（Ｌ／２）（１−ｃｏｓθ）＝
ＯＹ´２＝ΔＸ´ また Ｏ´Ｘ２＝（Ｌ／２）ｔａｎθ Ｏ´Ｙ´２＝Ｏ´Ｘ２−Ｙ´２Ｘ２＝Ｏ´Ｘ２−ＯＸ２
ｓｉｎθ＝（Ｌ／２）ｔａｎθ−（Ｌ／２）（ｔａｎθ
−ｓｉｎθ）＝（Ｌ／２）ｓｉｎθ＝ΔＹ´ となる。これは絶対座標系のΔＸ、ΔＹと等しいので、 ΔＸ＝ΔＸ´＝（Ｌ／２）（１−ｃｏｓθ） ΔＹ＝ΔＹ´＝（Ｌ／２）ｓｉｎθ が変位量となる。また、変位方向は、対地高さセンサ１
６Ｌ、１６Ｒの現在の検出高さと過去の検知高さとを比
較して決定される。

【００１４】叙述の如く構成されたものにおいて、植付
作業時に走行機体１が左右に傾斜した場合、植付作業機
３を支持するローリング支軸１３が左右方向および上下
方向に変位することになるが、軸位置自動スイッチ２０
をＯＮにした状態では、対地高さセンサ１６Ｌ、１６Ｒ
の検出高さおよび傾斜センサ１８の検出傾斜角に基づい
て基準位置に対するローリング支軸１３の変位方向およ
び変位量を演算すると共に、基準位置を目標として各軸
移動用シリンダ１４Ａ〜１４Ｄを作動させるため、ロー
リング支軸１３は、機体の左右傾斜に拘わらず基準位置
を保つことになり、その結果、植付作業機３の蛇行や上
下動を防止して植付作業精度を向上させることができ
る。

【００１５】尚、本発明は、前記実施形態に限定されな
いものであることは勿論であって、例えばローリング支
軸の左右変位のみを補正するようにしてもよく、この場
合には、二本のシリンダで軸移動機構を構成することが
でき、また、二次元方向（左右方向および上下方向）の
軸変位を補正する場合であっても、最低三本のシリンダ
で軸移動機構を構成することが可能である。また、図８
〜図９に示す如く、トラクタ３０に昇降リンク機構３１
を介して連結される作業機３２の変位を補正することも
可能である。即ち、トップリンク連結軸３３の強制移動
に追随して作業機３２全体が変位すべく構成すると共
に、前記トップリンク連結軸３３を四本の軸移動用シリ
ンダ３４Ａ〜３４Ｄで左右方向および上下方向に強制移
動するようにすれば、機体傾斜に伴う作業機３２の変位
を、前記実施形態と略同様の制御で補正することができ
る。尚、図中、３５は単一のトップリンク、３５ａはト
ップリンク後端に設けられる円筒ケース、３６は左右一
対のロワリンク、３７はリフトロッド３８を介してロワ
リンク３６を吊持するリフトアームである。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用田植機の側面図である。

【図２】（Ａ）は昇降リンク機構の作業機連結部を示す
側面図、（Ｂ）は円筒ケースの内部正面図、（Ｃ）はシ
リンダ取付状態を示す要部拡大正面図である。

【図３】（Ａ）は機体水平時の作用説明図、（Ｂ）は右
上り傾斜時の作用説明図である。

【図４】右上り傾斜時と左下り傾斜時との変位方向の違
いを示す作用説明図である。

【図５】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図６】軸位置自動制御を示すフローチャートである。

【図７】変位量演算に用いる座標系モデルの説明図であ
る。

【図８】トラクタの側面図である。

【図９】（Ａ）は他例を示す昇降リンク機構の平面図、
（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は円筒ケースの内部正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 走行機体 ２ 昇降リンク機構 ３ 植付作業機 １３ ローリング支軸 １４ 軸移動用シリンダ １６ 対地高さセンサ １７ 制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体にローリング支軸を介して作業
   機を連結してなる作業用走行車であって、該作業用走行
   車に、前記ローリング支軸を走行機体に対して左右方向
   に強制移動させるアクチュエータと、走行機体の左右傾
   斜を検出する傾斜検出手段と、該傾斜検出手段の検出値
   に基づいて基準位置に対するローリング支軸の変位方向
   および変位量を演算する変位演算手段と、前記基準位置
   を目標としてアクチュエータに駆動指令を出力するアク
   チュエータ駆動制御手段とを設けた作業用走行車。
2. 【請求項２】 走行機体にローリング支軸を介して作業
   機を連結してなる作業用走行車であって、該作業用走行
   車に、前記ローリング支軸を走行機体に対して左右方向
   および上下方向に強制移動させるアクチュエータと、走
   行機体の左右傾斜を検出する傾斜検出手段と、該傾斜検
   出手段の検出値に基づいて基準位置に対するローリング
   支軸の変位方向および変位量を演算する変位演算手段
   と、前記基準位置を目標としてアクチュエータに駆動指
   令を出力するアクチュエータ駆動制御手段とを設けた作
   業用走行車。